Las etiquetas adhesivas, como las que se utilizan en frutas y verduras, son conocidas por ser particularmente difíciles de reciclar y compostar. Un nuevo material inspirado en la naturaleza busca resolver este problema sin sacrificar su desempeño.
La química detrás de una etiqueta para frutas y verduras menos problemática
Las etiquetas adhesivas de frutas y verduras pueden parecer demasiado pequeñas como para prestarles atención, pero pueden generar grandes problemas en los sistemas de compostaje. Además de ayudar a identificar y rastrear productos frescos, estas etiquetas suelen terminar adheridas a las cáscaras de frutas y a otros residuos de alimentos. Una vez que llegan a las instalaciones de compostaje, pueden convertirse en contaminantes persistentes y difíciles de eliminar.
En este video de Headline Science, exploramos un nuevo material adhesivo, inspirado en la seda de los gusanos de seda y en los mejillones, que podría facilitar el compostaje de estas etiquetas y de otras etiquetas utilizadas en envases.
Inspirados en la seda y los mejillones
Investigadores que publicaron sus resultados en ACS Applied Materials & Interfaces desarrollaron películas adhesivas biodegradables diseñadas para aplicaciones de etiquetado, incluidas las etiquetas para frutas y verduras y las etiquetas para envases.
El equipo se centró en la fibroína de seda, una proteína derivada de los capullos de los gusanos de seda que ya es conocida por su biodegradabilidad y sus propiedades ajustables. Sin embargo, por sí sola, la fibroína de seda no es particularmente adhesiva. Para mejorar la adhesión, los investigadores se inspiraron en los mejillones. Estos animales marinos se fijan a las rocas mediante proteínas ricas en moléculas que contienen catecol. El equipo incorporó dopamina, un compuesto que contiene grupos químicos similares, en películas de fibroína de seda. El material resultante absorbió agua con mayor facilidad y se volvió flexible y adhesivo al entrar en contacto con la humedad.
A diferencia de los adhesivos convencionales sensibles a la presión, las películas permanecieron prácticamente sin adherencia hasta que fueron activadas por la humedad o por una ligera pulverización de agua. Una vez hidratadas, se adhirieron a diversas superficies, como papel, plásticos e incluso cáscaras de frutas.
Diseñadas para adherirse y luego degradarse
Los investigadores también encontraron formas de ajustar el desempeño del material. La adición de glicerol mejoró la resistencia al agua y la flexibilidad, mientras que las sales de hierro fortalecieron la adhesión después de que las películas se secaron. Dependiendo de la formulación, el adhesivo podía ajustarse para proporcionar diferentes niveles de resistencia y durabilidad.
Las películas se desprendieron limpiamente y dejaron pocos residuos en comparación con los adhesivos convencionales, que pueden dejar restos que dificultan el reciclaje y el compostaje. El material también podía convertirse en etiquetas independientes o laminarse sobre otros sustratos, manteniendo su compatibilidad con los procesos de impresión y etiquetado.
Las pruebas de compostabilidad mostraron que las formulaciones más sencillas se disolvían rápidamente, mientras que las versiones más duraderas aún perdían casi toda su masa en aproximadamente un mes durante las pruebas en suelo. Los investigadores tampoco encontraron evidencia de que los productos de degradación interfirieran con la germinación de semillas.
El resultado es una plataforma de etiquetado biodegradable cuyo nivel de adhesión, resistencia al agua y velocidad de degradación pueden ajustarse para diferentes aplicaciones. Su uso comercial todavía está lejos, pero el trabajo demuestra cómo la inspiración en la naturaleza puede ayudar a abordar un contaminante pequeño y sorprendentemente persistente en los sistemas de compostaje.
¡Mira más Headline Science en YouTube!
El video anterior es presentado por el equipo de Comunicaciones Científicas de ACS. Para ver más videos y shorts sobre algunas de las investigaciones más recientes publicadas en las revistas de ACS, visita la página de Headline Science en YouTube.
Créditos del video:
Escrito y producido por Anne Hylden
Edición y animaciones por Janali Thompson
Presentado por Anne Hylden
Serie producida por Vangie Koonce, Anne Hylden, Andrew Sobey, Janali Thompson, Darren Weaver, Elaine Seward y Jefferson Beck
Producción ejecutiva a cargo de Matthew Radcliff
Videos de investigación de Marco Lo Presti, Ph.D., Letizia Bartolone, Ph.D. y Alessio Carcano
Explora artículos relacionados de las revistas de ACS
Silk-Fibroin-Based Adhesive Hydrogels: Mechanistic Insights and Biomedical Applications─A Review
Jirasak Jitpibull; Nopparuj Soomherun; Juthamas Ratanavaraporn
DOI: 10.1021/acsomega.6c02513
Development of a Simple and Efficient Method for the Micropatterning of Silk Fibroin
Heena Bholaram Choudhary; Sohini Das; Narayana Rao Gurram; Venkateswaran Rajagopalan; Srinivasa Prasad Kommajosyula; Ramendra Kishor Pal
DOI: 10.1021/acsomega.5c08840
Bioinspired by Mussels: Construction of an Ultrasalt-Tolerant, Tunable-Viscosity Slickwater Fracturing Fluid for the Reuse of Deep Coalbed Methane Flowback Fluids
Pingli Liu; Chengwei Zuo; Juan Du; Jiahao Li; Xin Zhang; Renyin Zhao; Xiang Chen
DOI: 10.1021/acs.langmuir.6c01692
α‑1,3-Glucan-Palmitate: A Thermoplastic Biomaterial with Potential Use in Packaging
Simon Velasquez Morales; Douglas Adelman; Natnael Behabtu; Alysha Bell; Yefim Brun; Abby Harders; Khanh Le; Christian Lenges; Mark B. Shiflett; Kyle J. Stephens; Erin R. Sturd; John Styers; Alan M. Allgeier
DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c13288
Fabrication and Performance of PBAT Composite Films Reinforced with High-Molecular-Weight Lignin Nanoparticles for Sustainable Packaging
Zhongshan Wang; Changgeng Li; Xiaodi Liu; Wenchao Jia; Lingzhi Huang; Lu Wu; Pedram Fatehi; Haiqiang Shi
DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c01706
Descubra más artículos y perspectivas en ACS Axial
Conversaciones sobre química
Lea los últimos artículos, noticias y ciencia de ACS Publications.
