Plan para la sostenibilidad de los plásticos
"Nuestros hallazgos sientan las bases para el desarrollo de nuevos materiales sostenibles que puedan descomponerse de forma controlada"
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Un equipo internacional de investigación dirigido por la Universidad de Bayreuth ha demostrado por primera vez qué "bloques de construcción" son adecuados para la producción precisa de plásticos con átomos de azufre. Estos plásticos que contienen azufre pueden descomponerse más fácilmente que los plásticos convencionales, lo que podría allanar el camino a nuevos métodos de reciclado. Los investigadores han publicado sus hallazgos en la revista Angewandte Chemie International Edition.
Los átomos de azufre mejoran la sostenibilidad de los polímeros porque los enlaces entre el carbono y los átomos de azufre son más fáciles de romper que los enlaces entre el carbono y otros átomos de carbono u oxígeno. Esto permite que los plásticos que contienen azufre se degraden en condiciones relativamente suaves. Sin embargo, las estrategias para sintetizar estos plásticos están aún poco desarrolladas, lo que dificulta su producción a gran escala. Ahora se ha dado un primer paso hacia la producción masiva: un equipo internacional de investigación, que incluye miembros de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg, la Universidad A&M de Texas y la Universidad de Bayreuth, ha desarrollado un método para probar y comparar varios bloques de construcción que contienen azufre en cuanto a su idoneidad para la producción de plásticos.
"Con nuestro estudio, hemos podido establecer una regla predictiva que indica qué componentes básicos basados en azufre producen polímeros perfectamente estructurados y limpios y cuáles no", afirma el Prof. Dr. Alex J. Plajer, Catedrático de Química Macromolecular de la Universidad de Bayreuth. Hasta ahora, los componentes básicos y las condiciones de reacción utilizadas para producir estos plásticos con azufre tenían que adaptarse y optimizarse específicamente para cada combinación de componentes. "No existía un modelo para producir plásticos sostenibles con azufre en condiciones estandarizadas", explica Plajer.
Con su nuevo método, los investigadores identificaron el sulfuro de carbonilo como un componente básico a base de azufre especialmente adecuado para la producción de plásticos. El sulfuro de carbonilo reacciona de forma muy fiable, formando cadenas poliméricas largas y uniformemente estructuradas, y lo hace con un uso mínimo de un catalizador que facilite la reacción química. Además, la reacción produce muy pocos subproductos no deseados.
"Nuestros hallazgos sientan las bases para el desarrollo de nuevos materiales sostenibles que puedan descomponerse de forma controlada", concluye Plajer.
El estudio ha sido financiado por la Asociación Alemana de la Industria Química, la Fundación Daimler y Benz, la Fundación Alemana de Investigación (Proyecto nº 542928411) y la Fundación Robert A. Welch.
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Publicación original
Bhargav R. Manjunatha, Mani Sengoden, Merlin R. Stühler, Robert Langer, Donald J. Darensbourg, Alex J. Plajer; "Monomer‐Dependent Selectivity in Sulfur‐Containing Ring‐Opening Copolymerisation: Bimetallic Catalysis for Predictive Design of Degradable Polymers"; Angewandte Chemie International Edition, 2025-8-26
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