Seda de araña vegana: el futuro sustituto de los microplásticos de un solo uso

Productos para sustituir al plástico
Productos para sustituir al plástico
Universidad de Cambridge

Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha desarrollado una película de polímero que imita las propiedades de la seda de araña y que es tan resistente como el plástico. Se trata de un nuevo hallazgo y una alternativa sostenible que podría servir "para reemplazar al plástico en muchos productos domésticos comunes", explican en un comunicado.

Este material elaborado a base de plantas se ha creado utilizando "un nuevo enfoque para ensamblar proteínas vegetales en materiales que imitan la seda a nivel molecular". Así, el resultado es una "película independiente similar al plástico" que se puede diseñar a escala industrial y, además, no necesita modificaciones químicas de los componentes naturales. 

Una alternativa al plástico de un solo uso

"Normalmente investigamos cómo las interacciones de proteínas funcionales nos permiten mantenernos saludables y cómo las interacciones irregulares están implicadas en la enfermedad de Alzheimer", explica Tuomas Knowles, del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge y uno de los autores de la investigación. "Fue una sorpresa descubrir que nuestra investigación también podía abordar un gran problema de sostenibilidad: el de la contaminación plástica", añade.

"Los enlaces de hidrógeno están dispuestos regularmente en el espacio ya una densidad muy alta".

Así, al investigar sobre las proteínas, Knowles y su equipo se preguntaron por qué algunos materiales como el de la seda de araña son tan fuertes "cuando tienen enlaces moleculares tan débiles". De tal manera que uno de los hallazgos es que "los enlaces de hidrógeno están dispuestos regularmente en el espacio ya una densidad muy alta", detalla el experto.

"Se sabe muy poco sobre el autoensamblaje de proteínas vegetales, y es emocionante saber que al llenar este vacío de conocimiento podemos encontrar alternativas a los plásticos de un solo uso", señala al respecto la candidata a doctorado Ayaka Kamada, primera autora del artículo.

Utilizan un aislado de la proteína de la soja

Este producto será comercializado por Xampla, una empresa derivada de la Universidad de Cambridge, que se encarga de fabricar alternativas para reemplazar a plásticos y microplásticos de un solo uso. Así, el objetivo de la compañía es presentar a finales de 2021 una gama de bolsas y cápsulas que puedan reemplazar a productos como pastillas de lavavajillas o cápsulas de detergente. 

El equipo replicó las estructuras analizadas en la seda de araña utilizando aislado de proteína de soja.

Para llevar a cabo este hallazgo, el equipo replicó con éxito las estructuras analizadas en la seda de araña utilizando aislado de proteína de soja. "Debido a que todas las proteínas están hechas de cadenas polipeptídicas, en las condiciones adecuadas podemos hacer que las proteínas vegetales se autoensamblen como la seda de araña", argumenta Knowles.

"En una araña, la proteína de la seda se disuelve en una solución acuosa, que luego se ensambla en una fibra inmensamente fuerte a través de un proceso de hilado que requiere muy poca energía". De esta manera, los investigadores han creado una especie de "seda de araña vegana". 

La nueva técnica utiliza "una mezcla ecológica de ácido acético y agua, combinada con ultrasonidos y altas temperaturas, para mejorar la solubilidad del SPI", detalla el comunicado. Con este método se generan estructuras de proteínas con "interacciones intermoleculares mejoradas guiadas por la formación de enlaces de hidrógeno". Después, se elimina el disolvente y da lugar a una "película insoluble en agua". 

"Esta es la culminación de algo en lo que hemos estado trabajando durante más de diez años".

El material resultante tiene un rendimiento y una fuerza "equivalente a la de los plásticos de ingeniería de alto rendimiento, como el polietileno de baja densidad" que, además, no necesita elementos tóxicos. 

"Esta es la culminación de algo en lo que hemos estado trabajando durante más de diez años, que es comprender cómo la naturaleza genera materiales a partir de proteínas. No nos propusimos resolver un desafío de sostenibilidad, nos motivó la curiosidad sobre cómo crear materiales sólidos a partir de interacciones débiles", concluye el profesor Tuomas Knowles.

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