Los científicos han creado un nuevo tipo de brillo ecológico a partir de materiales sostenibles y biodegradables.

El brillo se usa en todas partes, desde proyectos de manualidades para niños hasta cosméticos, pero debajo de su superficie brillante hay un lado oscuro.

Además de ser tan molestos como el invitado a la fiesta que se niega a irse a casa, estos pequeños destellos están hechos tradicionalmente de plástico y contribuyen a la contaminación.

Como resultado, los académicos han pedido que se prohíba y organizaciones como Sydney Gay and Lesbian Mardi Gras ya no lo usan.

Pero puede haber una alternativa en el futuro mediante la creación de un nuevo nanomaterial inspirado en la naturaleza.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha descubierto una forma de convertir pequeños cristales de fibras vegetales conocidos como celulosa en purpurina a escala comercial, informan en la revista. materiales de la naturaleza.

“La ventaja de lo que tenemos es que está hecho al 100 por ciento [natural] “Celulosa”, dijo Silvia Vignolini, autora principal del estudio.

El brillo azul y dorado de los nanocristales de celulosa es tan vibrante como el brillo del plástico.(Suministrado: Benjamin Druget)

El profesor Vignolini dijo que ya hay una serie de “glosas ambientales” en el mercado, pero si bien pueden contener algo de celulosa, no son completamente biodegradables.

El año pasado, otro grupo de investigación del Reino Unido encontró tanto La fluorescencia tradicional y alternativa actualmente en el mercado puede tener impactos ambientales en ambientes de agua dulce.

“El otro brillo ambiental que encuentras tiene una pequeña capa metálica y luego puede tener otro polímero que podría ser celulosa que tiene pigmentos en su interior”, dijo.

El revestimiento metálico de estos productos, que actúa como un espejo para dar brillo al tinte, puede estar hecho de aluminio.

Los colorantes pueden contener capas del mineral mica, que a menudo se extrae en los países en desarrollo, y dióxido de titanio, que está prohibido en Europa y se está revisando en Australia para su uso en productos alimenticios a raíz de preocupaciones de salud.

¿Cómo funciona este nuevo material?

La mayoría de las cosas que nos rodean están coloreadas con pigmentos, que reflejan diferentes longitudes de onda de luz de una manera tan dispersa que no emiten fluorescencia.

El nuevo material consiste en nanocristales de algodón o madera que están configurados para enfocar la luz en una dirección específica, en un proceso conocido como pardeamiento.

Primer plano, de, un, pluma de pavo real
Las fibras de las plumas de pavo real están dispuestas para producir colores vibrantes.(pixel)

“Entonces, cuando miras en una dirección, notas un color, pero luego, si cambias la dirección, el color cambia como en las plumas de un pavo real”, explicó el profesor Vignolini.

Para lograr este efecto, el equipo de investigadores dirigido por Benjamin Druget agregó sal y agua, otro tipo de celulosa soluble, a las moléculas pequeñas para ayudarlas a pegarse y hacer que reflejen diferentes longitudes de onda de luz.

Tres botellas de purpurina en líquidos.
Las mismas nanopartículas de celulosa en tres soluciones diferentes. El alto contenido de agua hace que las partículas se hinchen y cambien el color que vemos.(Suministrado: Benjamin Druget)

La mezcla de pulpa húmeda se enrolla hasta obtener una película delgada que se ha secado.

“Cuando el agua se evapora, el tamaño de las partículas es menor, por lo que tienen que interactuar entre sí y formar la estructura [and the colour]dijo el profesor Vignolini.

Luego, la película se calentó nuevamente y se trituró para darle un brillo, que mantuvo su color durante un año sin decolorarse ni derretirse cuando se volvió a agregar a un líquido, como una bebida.

¿Cómo es biodegradable?

El profesor Vignolini dijo que su producto brillante final aún debe someterse a pruebas de biodegradabilidad y toxicidad.

“No hemos terminado [testing] Hasta ahora brillante, pero se hizo en un nanocristal de celulosa [and] “Parece ser biodegradable, no tóxico y cumple todos los requisitos”, dijo.

Una copa de champán con un brillo en el interior.
Las nanopartículas de celulosa no se degradaron cuando se colocaron en el jarabe.(Suministrado: Benjamin Druget)

Jennifer Lavers, toxicóloga ambiental marina de la Universidad de Tasmania, dice que es alentador que la gente esté comenzando a hablar sobre el daño que causa el brillo y esté considerando alternativas.

Pero ella dice que el estudio del año pasado muestra que necesitamos más investigación para comprender cómo los productos brillantes afectan el medio ambiente.

“Creo que, como científicos, debemos tener cuidado de que cualquier cosa que coloquemos en los hábitats del medio ambiente, ya sea de celulosa y completamente biodegradable o de otro tipo, puede ser perjudicial para algunas especies”, dijo el Dr. Lavers.

“Literalmente, cualquier cosa puede contaminarse; incluso mucha agua dulce en un ecosistema marino”.

El concepto de si algo es biodegradable también puede ser un área gris.

“No está claro bajo qué condiciones algo podría ser degradable. ¿Necesita bacterias específicas, necesita calor extremo, en qué se degrada?”

“Los productos etiquetados como biodegradables a menudo requieren requisitos muy específicos para cumplir con los estándares de biodegradación, y estos estándares no se cumplirán en el estómago de mejillones, almejas, aves marinas o peces”.

Las nanopartículas de celulosa se pueden crear a partir de cualquier material vegetal, incluidos algodón, madera y pastos.(Universidad de Queensland: Naseem Amiralian)

Naseem Amiralian de la Universidad de Queensland trabaja con un equipo diferente para crear textiles médicos biodegradables y sostenibles y empaques de fibra de celulosa a base de hierbas.

Ella dice que si bien algunos tipos de material vegetal como el ácido poliláctico obtenido de la maicena o la caña de azúcar no son biodegradables en ambientes marinos, el tipo utilizado en el nuevo estudio sí lo es.

“El material que utiliza Sylvia es principalmente papel”, dijo el Dr. Amiralian. “Puede destruir el papel en el compostaje doméstico”.

Pero el tiempo que tarda el producto final en degradarse puede cambiar cuando se modifican las nanopartículas.

“Si lo compara con una hoja de papel, el papel se degradará más rápido que estos materiales”, dijo.

Dijo que no se necesitaba ningún tratamiento especial para descomponerlo en agua y dióxido de carbono.

¿Cuánto tiempo antes de que esté disponible comercialmente?

Si bien el equipo había logrado previamente este efecto en pequeñas cantidades en el laboratorio, esta fue la primera vez que hicieron grandes tiras del material.

Dos manos sosteniendo una cinta de material brillante
El equipo creó tiras de película brillante de 1 metro utilizando técnicas comerciales.(Suministrado: Benjamin Druget)

“La belleza de este trabajo es que utilizan un tratamiento que ya está probado y disponible para varias industrias”, dijo el Dr. Amiralian.

Pero aún nos queda un largo camino por recorrer antes de que lo veamos en nuestras estanterías.

El equipo espera establecer una empresa y considerar cómo producir mayores cantidades del material.

El profesor Vignolini dijo que también están estudiando cuestiones sobre la posibilidad de utilizar fuentes renovables de celulosa para hacer que el producto sea sostenible.

“Si quisieras reemplazar todo el pigmento del planeta con esta tecnología, ¿cuánto costaría [cellulose] ¿Necesitas? ¿Puedes cosecharlo de alguna manera sin destruir el medio ambiente? “

Si bien el experimento se centró en la producción de purpurina, el profesor Vignolini esperaba que algún día el proceso se usara más ampliamente para fabricar pigmentos ecológicos que se utilizan en productos cotidianos como las pinturas.

“A veces me siento mal porque quiero hacer algo que tenga un buen impacto y creo que hay mejores formas de salvar el planeta que hacer un brillo más sostenible”, dijo.

“Pero el tinte es una parte integral de nuestras comunicaciones; si puede producirlo de una manera más sostenible que no afecte al medio ambiente, no lo veo como un desperdicio de recursos”.

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