Química a pequeña escala para el desarrollo de nuevos polímeros biodegradables

Usando un pequeño bloque de aluminio con pequeñas ranuras, un equipo de investigadores del NIST y del Polytechnic Institute of New York University está desarrollando un nuevo método de química verde para hacer polímeros biodegradables. Su trabajo se ha publicado recientemente con un primer ejemplo del valor de la microfluídica, una tecnología más comúnmente asociada con las impresoras de chorro de tinta y diagnósticos médicos, para modelar y desarrollar química industrial.

Básicamente desarrollaron un micro reactor que les permite controlar la polimerización continua usando enzimas. Estas enzimas son una tecnología verde alternativa para producir estos polímeros. Se buscaba un poliéster, pero el proceso no es aún competitivo. Datos del micro reactor, una especie de canal en zigzag con una profundidad de un mm, hacinado con cientos de minúsculas burbujas, muestra cómo el proceso puede hacerse más eficiente. El equipo cree que es el primer ejemplo de la observación de polimerización con una enzima sólidamente soportada con un microprocesador.

El grupo estudió la síntesis del PCL, un poliéster biodegradable usado en aplicaciones que van desde los dispositivos médicos a vajillas desechables. PCL se sintetiza usando una catálisis basada en estaño para cortar los anillos del agente químico base en largas cadenas de polímeros. La catálisis es altamente tóxica.

La bioquímica moderna ha encontrado sustitutos menos nocivos para el medio ambiente en una enzima producida por la levadura de Candida antartica. Pero el proceso por lotes para producirlo es demasiado ineficiente para ser comercialmente competitivo. También hay problemas con el residuo de la enzima degradando y contaminando el producto.

En contraste, el microreactor es un proceso de caudal continuo. El caudal químico de materia prima a través de un estrecho canal, alrededor del beads revestido de enzimas, y polimerizado el otro extremo. La disposición permite un control continuo de la temperatura y tiempo de reacción.

Bibliografía: Small-scale chemistry could improve biodegradable polymers. Hidrocarbon processing. May 2011