Crean un 'plástico vivo' con esporas bacterianas incrustadas que se autodestruye en el suelo

La bacteria escogida para el proceso ha sido una cepa de Bacillus subtilis, que tiene la capacidad de descomponer materiales poliméricos plásticos, aunque también se utiliza para hacer probióticos. «Es una propiedad inherente de estas bacterias», dice el coautor principal del estudio Jon Pokorski, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego. Solo necesita cierta exposición a los nutrientes presentes en el compost para germinar y descomponer el material.

Los investigadores utilizaron esporas bacterianas, una forma latente de bacteria, debido a su resistencia a las duras condiciones ambientales. A diferencia de las esporas de hongos, que cumplen una función reproductiva, las esporas bacterianas tienen un escudo proteico protector que permite a las bacterias sobrevivir en estado vegetativo.

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Para fabricar el plástico biodegradable, los investigadores introdujeron esporas de Bacillus subtilis y gránulos del poliuretano termoplástico en una moldeadora de plástico. Los ingredientes se mezclaron y fundieron a 135 grados centígrados y luego se moldearon como finas tiras de plástico. A continuación, se probó a ver si se degradaba solo. Y el resultado fue alentador: al estar en contacto con la humedad ambiente y los nutrientes del compost, las esporas germinaron dentro de las tiras de plástico, que alcanzaron una degradación del 90% en cinco meses.

«Lo que es notable es que nuestro material se descompone incluso sin la presencia de microbios adicionales«, dice Pokorski. «Lo más probable es que la mayoría de estos plásticos no terminen en instalaciones de compostaje ricas en microbios. Por tanto, esta capacidad de autodegradarse en un entorno libre de microbios hace que nuestra tecnología sea más versátil».

Según indican los autores, las esporas bacterianas fueron diseñadas evolutivamente para sobrevivir a las altas temperaturas necesarias para la producción del plástico, para lo que se sometieron a temperaturas extremas durante períodos de tiempo cada vez mayores. De esta forma mutaron de forma natural para sobrevivir.

Lo curioso es que el plástico resultante es más fuerte que el original y, a la vez, tiene una mayor capacidad de estiramiento: las esporas sirven como relleno fortalecedor, similar a las barras de refuerzo en hormigón.

«Ambas propiedades mejoran enormemente simplemente añadiendo las esporas», dijo Pokorski. «Esto es fantástico porque la adición de esporas lleva las propiedades mecánicas más allá de las limitaciones conocidas donde antes existía un equilibrio entre resistencia a la tracción y capacidad de estiramiento».

Si bien el estudio actual se centró en producir cantidades más pequeñas a escala de laboratorio para comprender la viabilidad, los investigadores están trabajando para optimizar el enfoque para su uso a escala industrial y para introducir este mecanismo en otros tipos de plásticos.