La irrompible unión del grafeno y la araña

La tela de araña tiene una resistencia sorprendente / Efe

Científicos rocían a estos insectos con este resistente material y comprueban que la tela que fabrican es aún más fuerte 

La sorprendente resistencia de la seda que fabrican las arañas ha intrigado desde hace mucho tiempo a los científicos. Y no es la primera vez que se compara con el grafeno, ese material llamado a revolucionar la fabricación de todo tipo de productos. Ahora, ambos componentes se unen en un sorprendente proyecto de investigación. 

Un grupo de investigadores financiados por la Unión Europea (UE) decidió comprobar qué ocurriría si se “refuerza” la capacidad de estos hilos de seda con el grafeno. Para ello roció soluciones de nanotubos de carbono (NTC) y de grafeno en los lugares en que las arañas se encontraban confinadas. 

Al poco tiempo, los científicos comprobaron que una vez ingeridas las soluciones y tras extraer la seda de las arañas, tanto el grafeno como los nanotubos habían pasado a formar parte de la seda y habían reforzado sus propiedades mecánicas con respecto a la seda original. 

Según el profesor de la Universidad de Trento (Italia) Nicola Pugno, responsable de dirigir la investigación, la fortaleza de la seda mejorada era comparable a la de los dientes de una lapa o la de las fibras de carbono más resistentes. 

«Aún es pronto, pero los resultados representan una prueba de concepto que allana el camino para utilizar el proceso de hilatura de las arañas, natural y eficiente, con el fin de crear fibras biónicas de seda reforzadas, optimizando así uno de los materiales de gran resistencia más prometedores», añade, según la agencia europea Cordis. 

Además de la sorprendente resistencia, estas fibras son biodegradables, lo que ofrece nuevas aplicaciones para textiles tales como uniformes médicos. 

Los resultados del proyecto, integrado en el programa europeo GRAPHENE, se detallan en el documento «Spider silk reinforced by graphene or carbon nanotubes», publicado en la revista en línea «2D Materials».

Artículo de: Pedro Villar

Publicado en: La Razón

 

Bioplástico: Una amenaza menos al medio ambiente

Un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard creó un nuevo bioplástico a base de uno de un componente presente en la concha de los camarones. Tarda unas pocas semanas en degradarse y enriquece el suelo, favoreciendo el crecimiento de las plantas. Se diferencia así de los plásticos utilizados actualmente, que tardan cientos de años en degradarse y son un peligroso contaminante. 

Una vez desechado, este bioplástico se degrada en sólo unas semanas. Además, libera nutrientes que favorecen el crecimiento de las plantas. En uno de sus experimentos, los investigadores lograron cultivar una planta de frijoles de ojo negro en suelo enriquecido con los desechos de su creación. Al cabo de tres semanas, el material había estimulado su crecimiento. 

Donald Ingber y Javier Fernández, del Instituto Wyss, sosteniendo un trozo de shrilk.

El descubrimiento fue realizado por un grupo de investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada en la Biología de la Universidad de Harvard. Los científicos explicaron que lo que se fabrique con este nuevo resistente, transparente y renovable material podrá ser producido en masa y será tan fuerte como cualquier otra cosa fabricada con los plásticos que se utilizan actualmente para hacer juguetes y celulares. Esto se debe a que el bioplástico que desarrollaron puede ser utilizado para hacer objetos en tres dimensiones, con formas complejas, usando las técnicas de fundición e inyección tradicionales. 

“En muchas industrias, hay una necesidad urgente de materiales sustentables que puedan producirse en masa. Nuestro método de fabricación escalable demuestra que el quitosano, que está disponible y es barato, puede ser un bioplástico viable que, potencialmente, podría reemplazar a los plásticos convencionales en numerosas aplicaciones industriales”, destacó el director del Instituto Wyss, Donald E. Ingber. 

Fuente: Universidad de Harvard

El invento recibe el nombre de “shrilk”, una combinación de shrimp (camarón en inglés) y silk (seda en inglés). Está hecho a base de quitosano, una forma de quitina, que es el segundo material orgánico más abundante en la Tierra y el principal componente de los caparazones de los crustáceos, las cutículas de los insectos e incluso las flexibles alas de las mariposas. Esta sustancia fue combinada con una proteína de la seda. Las conchas de camarón que se usan para hacer el bioplástico serían desechadas o utilizadas como fertilizante o empleada en la fabricación de maquillajes. 

No es la primera alternativa sustentable al plástico hecho con petróleo que tarda cientos de años en degradarse y afecta a la vida marina, ingresando así en la cadena alimenticia. Una solución aparente fueron los bioplásticos fabricados con celulosa renovable, un polisacárido de las plantas. Sin embargo, estos no se degradan por completo y tienen una utilidad limitada, ya que sólo se los puede emplear como material para embalaje o para fabricar contenedores para bebidas y comidas. 

“En medio de los océanos Atlántico y Pacífico hay continentes de plástico flotando. Los peces se enredan en ellos y mueren. No podemos seguir así”, indicó Ingber en diálogo con CNN. “Tal vez esto no solucione todos los problemas, pero sentimos que es un primer paso”, agregó. El desafío actual será hacer que el nuevo material sea rentable para las industrias. 

Fuentes:

• Promising solution to plastic pollution 
• Harvard Scientists May Have Just Solved One of the Biggest Environmental Issues of Our Time 
• Shrimp-based invention new step in plasticLucila Benito 

Acerca del autor: Lucila Benito

Publicado en: La Bioguía

Cultivos biotecnológicos

Los plásticos ahora podrán elaborarse con... ¿camarones?

Los camarones ya no son solo comida. De hecho, gracias a las investigaciones en la Universidad de Harvard en Estados Unidos, los pequeños crustáceos podrían ser el nuevo avance en plásticos. 

Los investigadores del Instituto Wyss para la Ingeniería Inspirada en la Biología de la Universidad de Harvard hicieron experimentos con quitosano —el material de los caparazones de los camarones— y un compuesto de la seda al que se conoce como fibroína y los unieron a nivel microscópico. El resultado fue un material al que llaman shrilk (combinación de shrimp —camarón— y silk, seda): una sustancia que es notablemente maleable e increíblemente resistente. 

"De hecho se siente como el caparazón de un bicho enorme o como una cutícula", dice Don Ingber, director del Instituto Wyss. "Puede ser muy fuerte en términos de resistencia a la tensión. Si los mojas se hacen más flexibles", agrega. "Podemos obtener una variedad de propiedades de los plásticos al cambiar la forma en la que los fabricamos". 

Aunque la palabra plástico se aplica a cualquier sólido moldeable, se asocia con materiales hechos con petroquímicos, lo que es una bendición y una maldición al mismo tiempo. Los plásticos se hacen en tal cantidad que son baratos y versátiles, aunque la mayoría no es biodegradable. 

De hecho, el tristemente célebre vórtice de basura del Pacífico —una vasta zona de basura suspendida en el océano Pacífico— se compone principalmente de desechos de plástico y ha provocado la muerte de peces, vida silvestre y ha desatado el caos en los ecosistemas locales. 

Por otro lado, el shrilk es totalmente biodegradable, dice Ingber, algo necesario para que el producto tenga éxito. 

"En medio del Atlántico y del Pacífico flotan continentes de plástico en los que los peces se enredan y mueren. No podemos seguir así", dice. "Creo que muchas personas buscan sustitutos para los plásticos que puedan tener las propiedades del plástico pero que sean totalmente biodegradables. Esto tal vez no resuelva todos los problemas, pero sentimos que es un primer paso". 

El reto actual para el shrilk es que su producción sea eficiente en cuanto a costos. De acuerdo con Ingber, hay muchas materias primas —la industria de los mariscos siempre produce muchos desechos de camarón y "a veces tienen que pagar para que se los lleven"— pero aún hay mucho camino por recorrer. 

"Tenemos que trabajar con los fabricantes reales que conocen los desafíos en cuanto a diseño, durabilidad y costo", dice Ingber. "Los materiales existen, el proceso de manufactura existe, en realidad solo se requiere integrarlos a la línea de producción". 

Los investigadores dicen que hay mucho espacio para crecer, literalmente: el material del que se compone en shrilk es un fertilizante excelente. 

"Son tan ricos en nutrientes que puedes poner semillas en el material triturado y crecerá una planta", dice Ingber. 

Tal vez ocurra lo mismo con una parte nueva de la industria del plástico.

Fuente: Diario Uno

AIMPLAS logra un nuevo bioplástico para aparatos electrónicos y electrodomésticos de gama blanca

Tras 48 meses de intensa investigación, el proyecto europeo BUGWORKERS concluirá con éxito el próximo mes de junio. Bajo la coordinación de AIMPLAS, los 14 miembros del consorcio han logrado desarrollar una serie de piezas de bioplástico que podrán incorporarse a aparatos electrónicos como videoporteros o electrodomésticos de gama blanca. 

El nuevo material es un biopolímero (PHB) producido por la fermentación bacteriana de residuos agroindustriales, concretamente paja de trigo. El reducido coste de la paja de trigo y un proceso de fermentación optimizada para el aumento de la productividad, han permitido la producción de PHB con un coste reducido. Concretamente el coste del compuesto de PHB final se estima entre 4 y 5,5 €/ kg, que es el rango de precios en el que se mueve el mercado de los biopolímeros hoy en día. 

Los procesos de extracción y purificación del polímero se han desarrollado utilizando disolventes que reducen el impacto medioambiental del proceso de producción de PHB. Posteriormente, el PHB producido se aditiva con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas y su procesabilidad. Después de este proceso de aditivado o compounding, el bioplástico está listo para ser procesado por tecnologías de transformación de plástico tradicionales tales como el moldeo por inyección, la extrusión de lámina y el termoconformado. En este caso, se ha llevado a cabo la producción de piezas como la sujeción de un micrófono, un pulsador, la huevera y el depósito de almacenamiento de agua de un frigorífico, así como el botón de mando de una lavadora. En otra línea de trabajo, y a escala de laboratorio, se han utilizado nanowhiskers de celulosa (CNW) y nanopartículas de lignina (NL) para la producción de nanocompuestos a base de PHB con funcionalidades adicionales. 

Un total de 14 socios componen el consorcio del proyecto BUGWORKERS. Desde usuarios finales como es el fabricante de videoporteros FERMAX y la firma de electrodomésticos ARCELIK, hasta centros tecnológicos como Fraunhofer- TIC, NETCOMPOSITES y TECNALIA, o universidades como IST de Lisboa. También empresas biotecnológicas como BIOTREND, y transformadores de plástico, como BH INDUSTRIES, EXTRUDER EXPERTS, PROMOLDING y PROFORM. 

Sobre AIMPLAS: 

AIMPLAS es el Instituto Tecnológico del Plástico ubicado en Valencia y está inscrito en el Registro de Centros Tecnológicos del Ministerio de Economía y Competitividad. Pertenece a la Federación Española de Centros Tecnológicos, FEDIT, y a la Red de Institutos Tecnológicos de la Comunitat Valenciana, REDIT. 

AIMPLAS es una entidad sin ánimo de lucro que tiene como objetivo actuar como socio tecnológico de las empresas vinculadas con el sector del plástico ofreciéndoles una solución integral y personalizada mediante la coordinación de proyectos de I+D+i y servicios tecnológicos (análisis y ensayos, asesoramientos técnicos, formación e inteligencia competitiva y estratégica).AIMPLAS pertenece a IMAUT (Innovación en Movilidad, Automoción y Transporte) y a la Federación Española de Institutos Tecnológicos (FEDIT), además es miembro activo de otras Redes Tecnológicas como AESICOM y FEDIT. También pertenece a la Asociación Española de Plásticos Biodegradables Compostables, ASOBIOCOM.

Fuente: Gestores de Residuos

Plásticos sin plástico

• Los nuevos polímeros son de materia vegetal, como el almidón de maíz y nanofibras de cáñamo y lino, por lo que son reciclables y biodegradables

 

• Dos institutos tecnológicos valencianos, Itene y Aimplas, trabajan en el desarrollo de nuevos envases alimentarios sin productos derivados del petróleo 

Dos institutos tecnológicos valencianos, Itene y Aimplas, trabajan en el desarrollo de un objetivo similar: obtener nuevos materiales para envases de la industria alimentaria que dejen de lado los plásticos convencionales, derivados del petróleo, y se fabriquen, en cambio, con componentes naturales, que sean por ello reciclables y biodegradables. 

La idea general se encuadra en las directrices europeas de reducir en todo lo posible la dependencia de materias primas obtenidas de hidrocarburos fósiles y, por tanto, minimizar además los impactos contaminantes. De manera indirecta cabe que se consiga, además, incrementar las posibilidades de determinadas producciones agrícolas para atender la demanda de nuevos materiales. 

Las dos iniciativas de dichos organismos valencianos de investigación participan, por separado, en sendos programas internacionales en los que colaboran con otras instancias científicas, universitarias y empresariales de diversos países europeos, contando con la financiación de la Unión Europea a través de su Séptimo Programa Marco. 

Ambos proyectos trabajan sobre la base de utilizar el compuesto llamado PLA, que es un polímero del almidón del maíz. En el caso del Instituto del Embalaje, Transporte y Logística (Itene), esta base se refuerza con la utilización de nanofibras obtenidas del lino y el cáñamo, y también es posible que en otros momentos se empleen el yute, el sisal o el kenaf. 

Según Mercedes Hortal, de Itene, las nanofibras se obtienen tras someter a complejos tratamientos dichos vegetales, que siempre se emplearon, por cierto, por las buenas cualidades de sus fibras visibles para tejer artículos y recipientes de trabajo, ajuar y prendas de vestir. Las nanofibras obtenidas de tratar estos vegetales son como un polvillo que se utiliza como un aditivo que refuerza la base derivada del almidón del maíz. De esta manera, las bandejas resultantes son aparentemente de plástico convencional, pero en este caso proviene de recursos renovables y biodegradables, se aprecia que es ligero y a la vez resistente. 

Las nanofibras se añaden ahora en un porcentaje del 4% y Hortal piensa que se llegará a un 10%, lo que, de afianzarse la producción masiva de este tipo de envases, supondrá un acicate para los productores de lino o cáñamo. 

El Instituto del Plástico (Aimplas) trabaja centrando el tiro en encargos concretos de fabricantes: obtener nuevos envases reciclables para lonchas de queso, tartas lácteas y pasta fresca. Nuria López, investigadora principal del centro, ha explicado que en este caso se combina el PLA derivado del maíz con el alcohol de polivinilo, por sus cualidades 'barrera' a los gases y por ser soluble al agua, lo que facilita su reutilización o biodegradación. 

El reto de contar con recipientes de altas condiciones en su efecto 'barrera' ha sido tradicionalmente lo que más ha frenado en años anteriores el desarrollo de este tipo de materiales. Porque las materias primas y procesos se conocián, se podían fabricar vasos, platos, bandejas y cualquier artículo de alto consumo y rotación diaria con polímeros de origen vegetal, pero las elevadas exigencias alimentarias obligan a garantizar ante todo la higiene, la preservación de la calidad y la frescura del contenido y la ausencia de contaminaciones. Y esto es lo que están consiguiendo ahora los centros valencianos, con nanofibras en el caso de Itene, y con recubrimientos de ceras naturales en el de Aimplas.

Fuente: Las Provincias

Obtención de PLA a partir de subproductos de la industria panadera

21_DE LA I+D+i AL MERCADO_AIMPLAS_Bread4PLA from Redit

 

BiLac un nuevo plástico biodegradable

Recubrir frutas, encapsular aderezos o fabricar láminas podrían ser los nuevos usos como empaque comestible del BiLac, biopolímero desarrollado en el Instituto de Biotecnología (IBUN) de la U.N. Un equipo multidisciplinar conformado por estudiantes de pregrado y posgrado de Diseño Industrial, Dietética y Psicología ha venido trabajando durante el último año en el proyecto “Diseño de empaques comestibles, impulsados por un avance tecnológico en el desarrollo de biopolímeros”. 

“Dadas las características y las posibilidades del biopolímero, este encapsulado se dispondría sobre los alimentos como un aderezo. Por ejemplo, el cliente llega a la barra de ensaladas y compra un kit de aderezos. Según las condiciones de humedad y temperatura el biopolímero se degrada y empieza a esparcirse sobre el alimento”, explica Germán Silva, director del proyecto. 

La búsqueda de nuevos usos del BiLac, un biopolímero derivado de sacarosa con propiedades de biodegradación y biocompatibilidad –físicamente parecido al almidón de yuca– obtenido en 1999 en el IBUN, ha permitido también trabajarlo como ingrediente en alimentos debido a su funcionalidad como fibra soluble demostrada en ensayos biológicos y clínicos. 

BiLac también ha sido probado como recubrimiento comestible en frutas, donde se pudo observar notables propiedades de barrera, es decir, con cualidades para resistir fenómenos de permeabilidad y absorción que pueden ocasionar el intercambio de gases, vapores y radiaciones en sistemas de empaque o en el propio entorno. 

Según el profesor Silva, “tales propiedades han permitido catalogarlo como un material alternativo que representa un avance tecnológico con potencial de inserción en el mercado”. 

Un sector en crecimiento 

Dentro de la investigación realizada en el marco del proyecto se encontró que durante la primera mitad de la presente década, la industria alimentaria representó un valor de 1,1 trillones de euros, destacando el comercio en países como Estados Unidos y Japón. 

En la actualidad, el crecimiento del sector alimentos sigue siendo considerable y simultáneamente se ha presentado un aumento en el desarrollo de nuevos productos y avances importantes en el tema de la conservación de las características de los alimentos durante los procesos de almacenamiento, transporte y comercialización, principalmente en materia del de packaging y embalaje. 

Silva comenta que las tendencias en los hábitos alimentarios han ejercido también un efecto determinante sobre las áreas de innovación tecnológica y, especialmente, en la producción de alimentos que conserven al máximo las características de un producto fresco. 

Por esta razón, el incremento en la demanda de nuevos empaques, que generen las mismas prestaciones que los actuales de origen petroquímico y reduzcan los impactos negativos generados sobre los ecosistemas es una prioridad en el tema ambiental y en el diseño de producto. 

Entre las alternativas sostenibles para el desarrollo de packaging se encuentra la implementación de avances tecnológicos en el campo de materiales y procesos, y específicamente se reconoce el aporte de los grupos de investigación en el tema de envases y recubrimientos comestibles a partir de biopolímeros. 

En este sentido, “el diseño industrial se viene consolidando como un facilitador en la transferencia de tecnología”, comenta Silva. 

Superadas las pruebas de laboratorio en las que se demostró la viabilidad desde una perspectiva productiva de estas tres iniciativas, el grupo de investigación continuará ahora con el ajuste de algunos detalles para emprender etapas de desarrollo con la mirada puesta en las empresas que podrían estar interesadas en producir este tipo de empaques.

Gestores de Residuos

Biotecnología: Bioplásticos

Bioplásticos 2011.3º2º from Adriana Guerrini