Científicos de la conferencia de otoño de la Sociedad Química Americana de 2023 presentaron un bioplástico ecológico generado a partir de moscas soldado. Karen Wooley y su equipo extraen quitina de las moscas soldado negras y la transforman en un valioso bioplástico conocido como quitosano. Este plástico biodegradable puede absorber mucha agua y podría utilizarse para combatir inundaciones y sequías. El proceso se alinea con la economía circular, ya que utiliza insectos para descomponer plásticos y crear nuevos materiales a partir de ellos.
Imaginen aprovechar el poder de los insectos para extraer sustancias químicas que permitan crear plásticos ecológicos, que luego estos mismos insectos puedan descomponer fácilmente. Esta idea es, en realidad, más plausible de lo que parece a primera vista. Los científicos analizaron los avances en la extracción y el refinamiento de sustancias químicas de los insectos para convertirlas en bioplásticos útiles.
Los investigadores presentaron sus innovadores descubrimientos en la conferencia de otoño de 2023 de la Sociedad Química Estadounidense (ACS). Karen Wooley , doctora e investigadora principal del proyecto, declaró: «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 persisten en el medio ambiente. Sin embargo, estos productos naturales se obtienen de recursos que también se utilizan para la alimentación, el combustible, la construcción y el transporte».
Karen Wooley buscó otras fuentes que no tuvieran estas aplicaciones competidoras. Su colega, el Dr. Jeffery Tomberlin , sugirió una forma innovadora de aprovechar los residuos mediante el uso de los derivados de la cría de moscas soldado negras . Esta industria emergente, a la que él ha contribuido activamente, tiene un enorme potencial.
Este verano, el equipo iniciará un proyecto para descomponer la quitina en glucosaminas, que son sus componentes individuales. Estas pequeñas moléculas de azúcar se utilizan para crear bioplásticos como los policarbonatos y los poliuretanos , que generalmente se fabrican a partir de productos petroquímicos.
Las moscas soldado negras no solo son ricas en compuestos útiles como proteínas, ADN, ácidos grasos, lípidos y vitaminas, sino que el grupo también pretende utilizarlas como valiosas materias primas. Estos componentes químicos se emplean para crear productos diseñados para descomponerse o degradarse al ser desechados , evitando así contribuir al problema de la contaminación por plásticos.
Ver también : Cómo reciclar plásticos para convertirlos en jabón útil
La visión de la profesora Wooley alinea el proceso con el concepto de economía circular y sostenible. Según explicó: «En última instancia, nos gustaría que los insectos se alimentaran de los residuos plásticos, para luego recolectarlos y extraer sus componentes para fabricar nuevos plásticos. De esta manera, los insectos no solo serían la fuente, sino que también consumirían los plásticos desechados».
Los insectos inmaduros, con sus larvas repletas de diversas proteínas y otros compuestos ricos en nutrientes, se cultivan ahora ampliamente para servir como alimento animal y gestionar eficientemente la eliminación de residuos. Por otro lado, una vez que termina su etapa reproductiva, los adultos tienen una vida relativamente corta y posteriormente son desechados. Sin embargo, las moscas soldado adultas se utilizan para fabricar bioplásticos.
El equipo del profesor Wooley utilizó los restos de un adulto sugeridos por Jeffery Tomberlin para comenzar su proyecto. Cassidy Tibbetts , una estudiante de posgrado que trabaja en el proyecto en el laboratorio de Wooley en la Universidad de Texas A&M, dijo: "Estamos tomando algo que es literalmente basura y creando algo útil a partir de ello".
En el proceso de obtención de bioplástico a partir de moscas soldado, Tibbetts descubrió que la quitina era un componente importante de las moscas muertas. Este polímero no tóxico, derivado del azúcar, fortalece el exoesqueleto de insectos y crustáceos. Actualmente, los fabricantes extraen quitina de las cáscaras de camarones y cangrejos para diversos fines. Tibbetts ha estado utilizando técnicas similares para extraer y purificar quitina de los cadáveres de insectos.
Según ella, el polvo de quitina obtenido de las moscas es potencialmente más puro, ya que no presenta el tono amarillento ni la consistencia densa característicos del producto tradicional. La obtención de quitina a partir de moscas permite evitar las preocupaciones relacionadas con las alergias a los mariscos. Si bien otros investigadores extraen quitina o proteínas de larvas de mosca, el equipo de la profesora Wooley se distingue por ser pionero en el uso de quitina de moscas adultas desechadas. A diferencia de las larvas, que se utilizan habitualmente como alimento, este enfoque único los diferencia de otros grupos.
Tibbetts está perfeccionando las técnicas de extracción, mientras que otro estudiante de posgrado, Hongming Guo , transforma la quitina purificada de mosca en un polímero llamado quitosano. Elimina los grupos acetilo de la quitina, exponiendo grupos amino químicamente reactivos, lo que permite su funcionalización y reticulación. Siguiendo estos pasos, el quitosano puede convertirse en valiosos bioplásticos como hidrogeles superabsorbentes : intrincadas redes poliméricas con una notable capacidad de absorción de agua.
Ver también : Conozca las bacterias que pueden salvar al planeta del creciente problema del plástico.
Guo desarrolló un hidrogel capaz de absorber rápidamente 47 veces su peso en agua . Según la profesora Wooley, este producto tiene el potencial de capturar el agua de las inundaciones en los suelos agrícolas y liberar gradualmente la humedad durante futuras sequías. Explica además: «Aquí en Texas, estamos constantemente en una situación de inundación o sequía, así que he estado pensando en cómo podemos crear un hidrogel superabsorbente que pueda solucionar este problema. Dado que el hidrogel es biodegradable, liberará lentamente sus componentes moleculares como nutrientes para los cultivos».
