Científicos de Rutgers Crean Plásticos Autodegradables que Imitan Polímeros Naturales

El Dr. Yuwei Gu, profesor asistente en Rutgers desde 2023 y director del Laboratorio Gu, concibió una estrategia para mitigar la crisis de contaminación plástica tras observar residuos en el Parque Estatal Bear Mountain, Nueva York. La visión de botellas desechadas flotando en el lago y esparcidas por el sendero boscoso lo impulsó a cuestionar la disparidad entre los polímeros sintéticos, que persisten indefinidamente, y las moléculas naturales de cadena larga como el ADN y el ARN, que se descomponen de forma inherente.

El equipo de Gu, enfocado en la biomimética macromolecular, busca emular la complejidad biológica para diseñar materiales con una vida útil definida. Su objetivo es que los materiales cumplan su función y luego desaparezcan de manera natural. La solución desarrollada se basa en una técnica denominada "preorganización conformacional", que imita cómo los polímeros biológicos incorporan grupos auxiliares para facilitar la ruptura de enlaces químicos cuando su utilidad cesa. Esta estrategia reordena espacialmente los enlaces existentes para hacerlos susceptibles a la descomposición en condiciones ambientales cotidianas, sin introducir nuevos enlaces lábiles que comprometan la robustez mecánica.

La investigación, publicada en la revista Nature Chemistry el 28 de noviembre de 2025, demostró la capacidad de programar la degradación de los plásticos a lo largo de días, meses o años, alineando la durabilidad del material con su aplicación prevista. Al modificar el conjunto conformacional —la gama de geometrías moleculares que puede adoptar la cadena— hacia estados reactivos, la velocidad de degradación se regula meticulosamente sin alterar la estructura química intrínseca del enlace vulnerable. Los investigadores lograron incorporar un mecanismo de activación dual, permitiendo que la descomposición se desencadene específicamente mediante la exposición a la luz ultravioleta o la presencia de iones metálicos.

Las pruebas iniciales en laboratorio sugieren que el residuo líquido resultante de este proceso de desintegración no es tóxico, aunque se requiere investigación continua para una confirmación exhaustiva. La aplicabilidad de la preorganización conformacional se extiende a diversos sistemas poliméricos, incluyendo los termofijos, arquitecturas notoriamente difíciles de degradar. El equipo demostró que incluso estos materiales pueden tener sus tasas de despolimerización ajustadas programáticamente sin sacrificar sus propiedades físicas inherentes.

El Dr. Gu, quien obtuvo su Doctorado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en 2019, aplica su experiencia en síntesis de polímeros y bioingeniería macromolecular para desarrollar sistemas con características análogas a las biológicas. Este enfoque promete soluciones para la sostenibilidad, buscando superar la acumulación de residuos plásticos, de los cuales se generaron aproximadamente 400 millones de toneladas a nivel mundial en 2022.