Papel que se comporta como si fuese plástico
El uso a gran escala del plástico en nuestra civilización ha causado graves daños al medioambiente. Pero también es obvio que se trata de un tipo de materiales con muchas e importantes utilidades y que los materiales con los que hoy en día se intenta sustituirlos no son capaces en muchos casos de igualar sus prestaciones.
A la izquierda, una figurilla de papel con el recubrimiento que hace que el papel se comporte como plástico. A la derecha, otra figurilla igual pero sin ese recubrimiento. Sumergidas ambas en agua, la dotada con el recubrimiento especial mantiene su forma mientras que la no recubierta se satura rápidamente de agua y empieza a deshacerse. / © 2022 Hiroi et al.
El equipo de Zenji Hiroi, del Instituto de Física de Estado Sólido en la Universidad de Tokio en Japón, explora vías por las que la ciencia de los materiales pueda ayudar a resolver ese problema. Su labor ha dado recientemente un prometedor fruto: un método para crear un sucedáneo de plástico mejor en muchos aspectos que la mayoría de los creados hasta ahora y que además tiene como materia prima principal a un material más sostenible y muy cotidiano: papel.
El principal problema de los plásticos es su incapacidad para degradarse de forma rápida y segura. Hay materiales que pueden degradarse de forma segura, como el papel, pero obviamente el papel no sirve para muchas cosas en las que el plástico sí resulta útil. El logro del equipo de Hiroi es haber encontrado un modo de darle al papel algunas de las buenas propiedades del plástico, pero sin ninguno de sus rasgos problemáticos.
A grandes rasgos, Hiroi y sus colegas han desarrollado un recubrimiento biodegradable de bajo coste que añade impermeabilidad y resistencia al papel normal y corriente.
El recubrimiento es una combinación de materiales que, aplicados al papel, generan espontáneamente una película resistente e impermeable cuando entra en contacto con la humedad del aire. El recubrimiento se compone de productos químicos seguros y de bajo coste. La incorporación del recubrimiento es sencilla. Los objetos de papel a tratar, por ejemplo envases para alimentos, pueden ser rociados o sumergidos en esta mezcla líquida y secarse a temperatura ambiente. Al secarse, se forma una fina capa de sílice con metilo, un tipo de alcohol, sobre la celulosa que compone el papel, lo que le proporciona las propiedades de resistencia e impermeabilidad de las que disfruta el plástico.
Además, las reacciones que tienen lugar durante el procedimiento de recubrimiento crean automáticamente una capa de nanopartículas de dióxido de titanio.
Estas nanopartículas dotan al material de la capacidad de repeler a la suciedad y a las bacterias, mediante un mecanismo que incluye actividad fotocatalítica. El resultado es una protección prolongada del objeto de papel recubierto. Todos los productos químicos que intervienen en el revestimiento se descomponen tras un tiempo razonable en sustancias inocuas, como carbono, agua y una forma de silicio similar a la arena.
El equipo de Hiroi expone los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Industrial & Engineering Chemistry Research, bajo el título “Photocatalytic Silica-Resin Coating for Environmental Protection of Paper as a Plastic Substitute”.
