Plásticos degradables fabricados con ¿moscas? Los investigadores describirán su progreso en este proyecto hasta la fecha, incluido el aislamiento y la purificación de productos químicos derivados de insectos Y su conversión en bioplásticos funcionales.
Y lo harán en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2023 es una reunión híbrida que tendrá lugar del 13 al 17 de agosto. Y en la que habrá más de 12,000 presentaciones sobre una amplia gama de temas científicos.
Plásticos de productos naturales
«Durante 20 años, mi grupo ha estado desarrollando métodos para transformar productos naturales, como la glucosa obtenida de la caña de azúcar o los árboles, en polímeros degradables y digeribles que no persistan en el medio ambiente.» Esto lo dice Karen Wooley, Ph.D., investigador principal del proyecto. “Pero esos productos naturales en general se cosechan a partir de recursos que también se utilizan para alimentos, combustible, construcción y transporte”.
Así que Wooley comenzó a buscar fuentes alternativas. Su colega Jeffery Tomberlin, Ph.D., sugirió que podría usar los productos de desecho que quedaron del cultivo de moscas soldado negras. Esta es una industria en expansión que él ha estado ayudando a desarrollar.
Quitina de moscas desechadas
Las larvas de estas moscas contienen muchas proteínas y otros compuestos nutritivos, por lo que los insectos inmaduros se crían cada vez más como alimento para. Sin embargo, los adultos tienen una vida útil corta, puesto que una vez concluido el ciclo reproductivo se descartan.
A sugerencia de Tomberlin, esos cadáveres de adultos se convirtieron en la nueva ‘materia prima’ para el equipo de Wooley. “Tomamos residuos que irían a la basura y los convertimos en algo útil”. Esto lo dice Cassidy Tibbetts, estudiante de posgrado que trabaja en el proyecto en el laboratorio de Wooley en la Universidad Texas A&M.
Cuando Tibbetts examinó las moscas muertas, valoró la importancia de la quitina. Este es un polímero a base de azúcar, no tóxico y biodegradable. Que sirve para fortalecer el caparazón y/o el exoesqueleto de insectos y crustáceos.
En muchos sitios ya se extrae quitina de los caparazones de camarones y cangrejos para varias aplicaciones. Y Tibbetts ha estado aplicando técnicas similares utilizando enjuagues con etanol, desmineralización ácida, desproteinización básica y decoloración con lejía para extraerla de los restos de los insectos, con el fin de purificarla. La Científica explica que su polvo de quitina procedente de moscas es probablemente más puro, ya que carece del color amarillento y la textura grumosa del producto tradicional. Plásticos degradables fabricados con ¿moscas?
De quitina a quitosano
Mientras Tibbetts continúa refinando sus técnicas de extracción, Hongming Guo, otro estudiante graduado en el laboratorio de Wooley, ha estado convirtiendo la quitina de mosca purificada en un polímero similar conocido como quitosano.
Lo hace eliminando los grupos acetilo de la quitina. Eso expone grupos amino químicamente reactivos que pueden funcionalizarse y luego entrecruzarse. Estos pasos transforman el quitosano en bioplásticos útiles, como hidrogeles superabsorbentes, que son redes de polímeros en 3D que absorben agua.
Guo ha producido un hidrogel que puede absorber 47 veces su peso en agua en solo un minuto. Este producto podría usarse potencialmente en suelos de tierras de cultivo para capturar agua de inundación y luego liberar lentamente la humedad durante épocas de sequía. Puesto que este ciclo se repite mucho en todo el mundo debido al calentamiento global.
Más materiales de base
El equipo está iniciando un proyecto para descomponer la quitina en glucosaminas monoméricas. Estas pequeñas moléculas de azúcar se utilizarán luego para fabricar bioplásticos, como policarbonatos o poliuretanos, que tradicionalmente se hacen a partir de productos petroquímicos.
Las moscas soldado negras también contienen muchos otros compuestos útiles que el grupo planea usar como materiales de partida, incluidas proteínas, ADN, ácidos grasos, lípidos y vitaminas. Los productos fabricados con estos componentes químicos están destinados a degradarse o digerirse cuando se desechan, por lo que no contribuirán al problema actual de contaminación plástica.
La visión de Wooley es la siguiente. “En última instancia, nos gustaría que los insectos se comieran el plástico una vez desechado desecho como fuente de alimento. Y luego los cosecharíamos nuevamente y recolectaríamos sus componentes para hacer nuevos plásticos. De esta manera, los insectos no solo serían la fuente, sino que también consumirían los plásticos desechados. Un ejemplo perfecto de economía circular. Plásticos degradables fabricados con ¿moscas?
