Hoy en día, los materiales de fibra de carbono son casi omnipresentes en el mundo industrializado y se encuentran en todo, desde palos de hockey hasta aviones de pasajeros. Con cientos de miles de toneladas de fibra de carbono producidas cada año en todo el mundo, los científicos han buscado métodos útiles y rentables para reciclar el material.
Pero la fibra de carbono (hebras de átomos de carbono unidos en una matriz) es particularmente difícil de reciclar en nuevos materiales útiles.
«Por lo general, es un material tejido combinado con una matriz, a menudo hecha de epoxi o poliestireno, que lo mantiene unido», dijo Berl Oakley, Profesor Distinguido Irving S. Johnson de Biología Molecular en la Universidad de Kansas. «Tienes una mezcla de tela y matriz, por lo que el objetivo es recuperar la tela para su reutilización y también disolver la matriz sin crear algo tóxico o derrochador. Lo ideal es recuperar valor de ella».
Ahora, en un nuevo proceso biotecnológico que acabamos de detallar en el Revista de la Sociedad Química Estadounidensey, Oakley de KU y colaboradores de la Universidad del Sur de California han desarrollado un procedimiento químico para descomponer y eliminar la matriz de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP), de modo que las capas de fibra de carbono recuperadas exhiban propiedades mecánicas comparables a las de los sustratos de fabricación vírgenes.
Uno de los principales productos de descomposición de la matriz es el ácido benzoico y, para recuperar valor adicional, Oakley ha desarrollado una versión genéticamente modificada del hongo Aspergillusnidulans que puede darse un festín con el ácido benzoico para producir un valioso compuesto químico llamado OTA (2Z,4Z,6E). ácido octa-2,4,6-trienoico). Según Oakley y sus colaboradores en el nuevo artículo, «Este representa el primer sistema que recupera un alto valor tanto del tejido de fibra como de la matriz polimérica de un CFRP».
Oakley colabora desde hace mucho tiempo con el autor principal del artículo, Clay Wang, de la Universidad del Sur de California. «Hemos estado trabajando durante años con su laboratorio para producir metabolitos secundarios en Aspergillusnidulans», dijo Oakley. «Los metabolitos secundarios son compuestos que produce el hongo (la penicilina es el metabolito secundario arquetípico) que tienen actividad biológica, como inhibir a sus competidores, etc. La vía de la Asperlina es algo que surgió de ese trabajo. La Asperlina es un metabolito secundario. Logramos activar una vía particular, y ese fue el producto. Descubrimos que la OTA es un intermediario en la vía y la OTA es un compuesto industrial potencialmente valioso».
«La OTA se puede utilizar para fabricar productos con posibles aplicaciones médicas, como antibióticos o medicamentos antiinflamatorios», dijo Wang en un comunicado emitido por la USC. «Este descubrimiento es importante porque muestra una forma nueva y más eficiente de convertir lo que antes se consideraba material de desecho en algo valioso que podría usarse en medicina».
A continuación, Oakley dijo que su laboratorio de KU intentará hacer que su hongo especializado sea aún más eficiente, teniendo en cuenta las necesidades de escalabilidad y rentabilidad si el nuevo método de reciclaje de fibra de carbono se va a aplicar a escala industrial.
«Desde que comenzó este trabajo, hemos desarrollado cepas que en realidad son mejores que las originales», afirmó. «Es probable que estas cepas más nuevas den mejores resultados, pero necesitaremos trabajar mucho para diseñar este proceso en las cepas mejoradas».
En KU, Oakley participó en la investigación con el estudiante graduado Cory Jenkinson. En la USC, los coautores de Wang fueron Clarissa Olivar, Zehan Yu, Ben Miller, Maria Tangalos, Steven Nutt y Travis Williams.
