Un avance revolucionario en el campo de los biomateriales ha sido revelado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), que podría cambiar el paradigma actual de los materiales plásticos. Un estudio reciente ha descubierto que el quitosano, un polímero natural derivado de las cáscaras de gambas, no solo supera su tendencia a debilitarse bajo la influencia de la humedad, sino que se fortalece en estas condiciones. Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para desarrollar alternativas sostenibles frente a los plásticos tradicionales.
Los investigadores del IBEC, mediante la incorporación de níquel en la estructura del quitosano, han producido un material que incrementa su resistencia hasta en un 50% tras ser sumergido en agua. Este efecto se logra gracias a una red de enlaces reversibles que se reconfiguran en presencia tanto de los iones del níquel como de las moléculas de agua. Este fenómeno permite que el material absorba tensiones mecánicas, imitando la acción de ciertos tejidos biológicos.
Javier G. Fernández, quien lideró el estudio, destaca que el material mantiene su pureza biológica, similar a las moléculas de caparazones de insectos y hongos, lo que asegura su reintegración en los ciclos naturales y evita la generación de residuos persistentes. Según Fernández, un material que se fortalece siendo «blando» a nivel molecular representa un salto cualitativo en el diseño de biomateriales.
El método de fabricación del material también es sostenible, incorporando un ciclo cerrado para el uso del níquel. Esta técnica permite recuperar el metal no utilizado durante el proceso inicial de hidración, posibilitando su reutilización y consiguiendo un aprovechamiento total del recurso, minimizando así los residuos y reduciendo los costos involucrados.
La masividad con que se genera la quitina en el mundo, estimada en torno a cien mil millones de toneladas anuales, representa un factor crucial en la potencial escalabilidad del quitosano, equiparable a varios siglos de producción de plástico. Esto podría permitir una producción distribuida que explote recursos locales, desde el desperdicio de mariscos hasta residuos orgánicos.
La versatilidad del quitosano se extiende a diversas aplicaciones potenciales, desde la agricultura y la pesca hasta el embalaje, especialmente en entornos acuáticos donde se requieran materiales biodegradables y resistentes. Además, el respaldo de la FDA para el uso del quitosano y el níquel en aplicaciones médicas sugiere su idoneidad para desarrollar recubrimientos impermeables para dispositivos sanitarios.
Los expertos han demostrado la viabilidad del material humano impermeable formando recipientes y láminas grandes, que podrían sustituir a los plásticos de un solo uso. Fernández enfatiza que, habiendo confirmado la existencia de este fenómeno, el siguiente paso consiste en investigar nuevas combinaciones y materiales, promoviendo un enfoque que integre estos materiales en los ciclos ecológicos naturales, minimizando así su impacto ambiental.
