En un contexto global marcado por la urgente necesidad de materiales sostenibles, un equipo de investigadores en Estados Unidos ha logrado un avance notable: el desarrollo de un biopolímero con propiedades físicas superiores a las del plástico y el vidrio, completamente biodegradable y apto para múltiples aplicaciones tecnológicas.
El proyecto, fruto de una colaboración entre científicos de la Universidad Rice y la Universidad de Houston, propone una solución innovadora frente a la creciente crisis ambiental causada por los residuos plásticos. La clave está en la manipulación precisa del comportamiento de bacterias productoras de celulosa, un material natural que ya se utiliza en algunos sectores, pero que hasta ahora no había podido competir con los plásticos sintéticos en términos de durabilidad y rendimiento.
Control bacteriano para materiales del futuro
La celulosa bacteriana, aunque conocida por su pureza y biocompatibilidad, presenta limitaciones estructurales que la relegaban a usos muy específicos. Sin embargo, los bioingenieros del sur de Texas han diseñado una técnica que transforma completamente sus capacidades. Utilizando un innovador biorreactor rotativo, los científicos lograron orientar el movimiento de las bacterias durante el proceso de crecimiento. Este control direccional permite una deposición mucho más uniforme y organizada de las fibras de celulosa.
“El diseño del biorreactor nos permitió alinear el crecimiento bacteriano con precisión, lo cual mejoró notablemente la resistencia del material resultante”, explicó M.A.S.R. Saadi, estudiante de doctorado en materiales y nanoingeniería de la Universidad Rice y coautor principal del estudio.
Gracias a este método, las láminas obtenidas no solo son completamente transparentes y flexibles, sino también increíblemente resistentes, llegando a superar incluso al vidrio en dureza. Además, conservan una notable maleabilidad que las hace ideales para aplicaciones donde otros materiales rígidos fallan.
Material híbrido con rendimiento superior
En una etapa avanzada del experimento, los investigadores incorporaron nitruro de boro al biopolímero durante la síntesis. Esta combinación originó un material compuesto con propiedades mecánicas y térmicas excepcionales. Según los datos del estudio, publicado en Nature, la resistencia a tracción alcanzó los 553 megapascales, mientras que la capacidad para disipar calor fue tres veces superior a la de las versiones anteriores del material.
Estas características sitúan al nuevo biopolímero como un potencial reemplazo no solo del plástico, sino también de ciertos metales en sectores que requieren materiales livianos pero altamente resistentes.
Una alternativa sostenible y escalable
Más allá de su rendimiento, uno de los aspectos más prometedores del descubrimiento es su viabilidad para la producción a gran escala. A diferencia de otros procesos industriales contaminantes, la biosíntesis del material se realiza sin el uso de disolventes químicos, en una única etapa y a temperatura ambiente, lo cual reduce el impacto ambiental de manera considerable.
El equipo de investigación visualiza un amplio rango de aplicaciones para este biopolímero: desde envases biodegradables hasta componentes electrónicos, pasando por soluciones para el almacenamiento de energía y gestión térmica.
La creciente preocupación por la contaminación por plásticos, especialmente los microplásticos, que se han detectado incluso en el aire que respiramos, ha intensificado la búsqueda de alternativas sostenibles. Esta nueva celulosa bacteriana reforzada podría marcar un antes y un después en esa transición.
En palabras de los investigadores, lo más importante ahora será escalar el proceso de producción sin perder la eficiencia alcanzada en el laboratorio. “Estamos convencidos de que este material tiene el potencial para transformar múltiples industrias sin dejar una huella ambiental”, concluyeron.