Investigadores de La Mayora obtienen bioplásticos a partir de celulosa y cacao con múltiples aplicaciones

La aplicación de estas estructuras microscópicas, insolubles y resistentes a ambientes húmedos, abarca desde sensores de alerta en el embalaje de productos alimenticios, sellos o marcas contra falsificaciones y materiales con los que elaborar productos como juguetes, libretas u otros fabricados con materiales plásticos.

El nuevo bioplástico consigue su estructura combinando dos materias primas. Por un lado, la celulosa procedente de los restos de algodón y, por otro, las cáscaras del fruto del cacao. Ambos se disuelven hasta perder su tonalidad original y quedar prácticamente transparentes. En ese momento, se mezclan y se forma un film con unas características muy similares a los plásticos derivados del petróleo. La ventaja de este material biodegradable es que su destrucción no conlleva impacto medioambiental.

La sustitución de los 'petro-plásticos' por materiales ecológicos y respetuosos con el entorno es uno de los grandes retos medioambientales en los que el equipo de investigación de este centro mixto del CSIC y la Universidad de Málaga lleva décadas trabajando. Hace unos años crearon un bioplástico a partir de la piel del tomate para recubrir el interior de las latas de conserva de esta fruta.

Con este estudio, titulado 'Biodegradable and Insoluble Cellulose Photonic Crystals and Metasurfaces' y publicado en la revista 'ACSNano', han conseguido crear compuestos 'bio' a partir de desechos de celulosa y cacao aplicando la 'bioeconomía circular', basada en emplear un desecho y convertirlo en un material útil.

Tras las pruebas en el laboratorio, los expertos comprobaron que estos dos materiales se descomponen de forma natural tanto en el suelo como en el agua de mar. «Las películas de celulosa pura son completamente biodegradables y transparentes con un índice de refracción similar al vidrio. Su formación a escala nano y micro la transforma en una superficie que manifiesta colores estructurales brillantes«, explicó el investigador Alejandro Heredia Guerrero.

Los expertos apostaron por los restos de cacao, concretamente las cáscaras, debido a su naturaleza fuerte y resistente. Esta fruta tropical contiene lignina, un compuesto duro que se halla en la parte leñosa de la planta. «El residuo de este alimento es difícil de tratar, de modo que si conseguíamos gestionarlo y reutilizarlo, creemos que trabajar con cualquier otro residuo es posible«, apuntó.

Durante los ensayos de preparación de ambos materiales, los expertos obtuvieron una respuesta similar pese a que los tiempos de disolución de cada uno es dispar. En el caso de la celulosa, pasa de ser un compuesto blanquecino a una pasta transparente final en aproximadamente un día. En el caso del cacao, requiere de tres días de agitación en disolvente para una disolución completa.

En los dos casos, el equipo observó que la evaporación del disolvente es tan rápida que no da lugar a seguir un patrón y a que se construya de forma regular. «Como no existe un orden en la formación de la película y no dispersa la luz como correspondería, se ve transparente. En el momento en el que se forman los cristales fotónicos en la superficie se produce la iridiscencia, demostrando que su interacción con la luz no es fruto de pigmentos«, detalló Heredia.

Este estudio, en el que colaboran el Istituto Italiano di Tecnologia y las universidades de Génova y Washington, entre otras instituciones, ha recibido financiación de la UE en el marco del proyecto Marie Sklodowska-Curie RISE COMPASS y del proyecto TEHRIS. Además, cuenta con fondos del Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la UE y del Ministerio de Ciencia.