Un equipo de investigadores de la Universidad de Warwick ha dado un paso significativo hacia la creación de alternativas sostenibles al plástico, al descubrir materiales eutécticos de pequeñas moléculas orgánicas que podrían reemplazar a los polímeros convencionales en diversas aplicaciones. Estos materiales presentan propiedades únicas, como la capacidad de formar líquidos viscosos y vidrios amorfos, que son altamente procesables y duraderos.
El uso generalizado de plásticos en la fabricación moderna ha generado preocupaciones ambientales, lo que ha impulsado la búsqueda de materiales más ecológicos. En respuesta a esta necesidad, los investigadores de Warwick han identificado mezclas específicas de pequeñas moléculas orgánicas que, al combinarse, forman líquidos y vidrios con características deseables para una variedad de aplicaciones. Estos materiales, conocidos como eutécticos orgánicos, se crean mediante la mezcla de componentes cristalinos que resultan en vidrios amorfos o líquidos viscosos.
El equipo, liderado por el Prof. Dr. ir. Stefan Bon, desarrolló una serie de líquidos eutécticos moleculares hidrofóbicos y vidrios amorfos, utilizando técnicas avanzadas como la calorimetría diferencial de barrido (DSC) y la espectroscopía UV-vis. Estos métodos permitieron determinar con precisión las composiciones eutécticas óptimas, asegurando que los materiales posean las propiedades físicas adecuadas para su uso en la fabricación de productos.
Una de las principales dificultades en la creación de alternativas al plástico es garantizar la estabilidad a largo plazo de los materiales. Los investigadores abordaron este desafío al probar la durabilidad de los materiales amorfos durante un período de hasta 14 meses. Mediante el uso de difracción de rayos X en polvo (PXRD), confirmaron la resistencia de estos materiales a la cristalización, lo cual es crucial para mantener la integridad de los productos a lo largo de su vida útil.
Además de su estabilidad, estos materiales mostraron ser altamente procesables. Las pruebas reológicas realizadas demostraron que todos los líquidos tenían índices de fragilidad bajos, lo que los hace adecuados para diversos procesos de fabricación, como el soplado de vidrio, la formación de fibras y la creación de películas flexibles.
El equipo también demostró la capacidad de ajustar las propiedades de estos materiales para aplicaciones específicas al mezclar diferentes sistemas eutécticos o al incorporar plastificantes. Esto permite una mayor versatilidad en su uso, ampliando las posibles aplicaciones de estos materiales en la industria.
Estos avances subrayan el potencial de los eutécticos orgánicos pequeños como una alternativa viable y sostenible a los plásticos, con aplicaciones que van desde la fabricación de envases y adhesivos hasta la entrega controlada de medicamentos. Con este estudio, los investigadores esperan inspirar más investigaciones en este campo emergente y contribuir a la transición hacia una economía más circular y ecológica.
Publicación científica de respaldo:
Ryan, J. L., Sosso, G. C., & Bon, S. A. F. (2024). Small molecule organic eutectics as candidates to replace plastics. Chemical Science. https://doi.org/10.1039/D4SC02574A
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