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Avance en materiales de base biológica de alto rendimiento, seguros y circulares

Utilizando aminas y tratamientos suaves se pueden producir materiales resistentes y biodegradables

Los investigadores del proyecto europeo CHAMPION han logrado desarrollar nuevos materiales de base biológica para recubrimientos, pegamentos y productos para el hogar.

Los Países Bajos y Europa aspiran a una sociedad 100% circular, pero esto no siempre es posible. Por ejemplo, ¿cómo se recicla la pintura que se está desprendiendo de la puerta de un jardín o los ingredientes de un detergente después de lavar la ropa? Esto requiere materiales que fueron diseñados para ser reciclados: deben ser circulares por diseño, seguros por diseño, preferiblemente hechos de recursos de base biológica y deben degradarse si terminan en la naturaleza.

La Wageningen University & Research y la University of York han hecho un gran avance en la investigación de dichos materiales dentro del proyecto europeo CHAMPION.

Los científicos de Wageningen y York trabajaron junto con Circa Sustainable Chemicals y AVA Biochem en el desarrollo de materiales poliméricos y bloques de construcción químicos de base biológica, centrándose tanto en el rendimiento de los materiales como en el cierre del ciclo y el final de su vida útil.

El proyecto CHAMPION está financiado por Bio-based Industries Joint bajo el programa Horizon 2020 de la European Commission  para la investigación y la innovación.

Dentro de CHAMPION, se está desarrollando una química reversible y al mismo tiempo, el objetivo es deshacerse de los componentes tóxicos que generalmente se usan en aplicaciones exigentes, como isocianatos y epoxi en resinas, recubrimientos y pegamentos.

Para que esto sea posible, los científicos están utilizando una química suave, sin aplicar productos químicos agresivos, altas presiones o altas temperaturas, aplicando lo que se llama reacciones aza-Michael, utilizando aminas, una clase específica de productos químicos que contienen nitrógeno. Estos reaccionan en condiciones suaves, desde la temperatura ambiente hasta justo por encima de los 100 º C. Usando estos productos químicos, se pueden producir materiales que son lo suficientemente fuertes durante su vida útil y no persistentes a partir de entonces. Al final de su vida útil, pueden volver a descomponerse. También son biodegradables.

Al ajustar los ingredientes de la formulación, se logró crear una red tridimensional condensada de polímeros. Cuanto más estrecha es la red, más duros se vuelven los materiales. Esto significa que se pueden satisfacer más fácilmente las demandas de la industria.

Para facilitar el inicio de la investigación, algunos de los componentes químicos utilizados actualmente en CHAMPION están disponibles comercialmente. Por el momento, se basan en fósiles.

Sin embargo, los científicos también están trabajando para desarrollar alternativas renovables de base biológica con propiedades químicas comparables. A mediano plazo, podrán producir materiales parcialmente renovables. Esto permitirá que la industria comience a producirlos dentro de dos a cinco años.