La Dra.  Notburga Gierlinger , investigadora austriaca especializada en el estudio de la estructura y composición de los materiales vegetales, siente una especial fascinación por los frutos secos. Al encontrarse con un pistacho o una nuez, los abría con cautela, intrigada por cómo la naturaleza podía crear materiales tan resistentes. «Las cáscaras son tan duras que siempre tengo miedo de usar los dientes por si las daño», comentó Gierlinger, profesora asociada de ciencia de los materiales en la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida BOKU de Viena (Austria).

Una de las principales áreas de investigación de Gierlinger incluye el uso de una técnica llamada imagen Raman para estudiar la distribución de lignina, celulosa y otras biomoléculas en las paredes celulares de las plantas. El objetivo es comprender sus propiedades mecánicas y funciones.

Investigaciones posteriores, realizadas durante el proyecto SCATAPNUT, financiado por la UE y de cinco años de duración, llevaron a Gierlinger y a su equipo a descubrir que las cáscaras de frutos secos, como el pistacho y la nuez, contienen células tridimensionales con estructuras entrelazadas únicas que se asemejan a las piezas de un rompecabezas. Esto contribuye a su excepcional resistencia y durabilidad. Intrigada por sus hallazgos, Gierlinger lidera ahora una nueva investigación financiada por la UE en el proyecto PUZZLE MATERIALS, que investiga cómo fabricar materiales funcionales para aplicaciones industriales a partir de cáscaras de pistacho y nuez.

La presencia de células puzle implica que las cáscaras de frutos secos ofrecen propiedades diferentes a las fibras que se encuentran comúnmente en plantas como el cáñamo y la madera. Gierlinger y su equipo están explorando actualmente qué tipos de nuevos materiales podrían crearse a partir de cáscaras de frutos secos, así como las mejores maneras de utilizarlas. Las características específicas de las células puzle las hacen particularmente interesantes para su transformación en bioplástico biodegradable.

En 2020, la UE adoptó un nuevo plan de acción para la economía circular como parte del Pacto Verde Europeo. Este incluye el apoyo al diseño de nuevos materiales que reduzcan los residuos y la presión sobre el medio ambiente. La propuesta de Gierlinger contemplaría el uso de un material de desecho actual —las cáscaras de frutos secos— para crear nuevos materiales que podrían sustituir a los plásticos , ofreciendo así un doble beneficio ambiental.

Dado que el europeo medio generó alrededor de  186,5 kg de residuos de envases en 2022, los materiales reutilizables y compostables son ahora más necesarios que nunca. Gierlinger espera que un material producido a partir de cáscaras de frutos secos sea una de las muchas soluciones que contribuyan a la reducción de los residuos plásticos en Europa y a nivel mundial. «Creo que los nogales podrían cobrar mayor importancia en el futuro, ya que son árboles robustos y resistentes con buena madera y frutos sanos», afirmó. «Siempre estamos buscando qué productos podrían adquirir mayor importancia en una sociedad sostenible». Su propuesta también se ajusta al marco voluntario europeo «seguro y sostenible por diseño», desarrollado para guiar el proceso de innovación hacia productos químicos y materiales más seguros y sostenibles.

Gierlinger y su equipo de investigación buscan maneras de procesar las cáscaras desechadas de forma eficiente y respetuosa con el medio ambiente. El primer paso consiste en disolver las cáscaras de nuez en un disolvente para separar las células y regenerar la lignina. A la masa resultante también se le añade celulosa procedente de los residuos del procesamiento de kombucha o de biorreactores en diferentes volúmenes, según la flexibilidad deseada para el producto final.

Los investigadores están estudiando diferentes opciones de materiales a base de frutos secos, incluyendo un producto similar al cuero y otro más parecido al plástico. El objetivo es producir materiales de frutos secos sostenibles, energéticamente eficientes, eficientes en el uso de recursos y biodegradables, con una baja huella de carbono y ambiental, diseñados específicamente para los sectores del embalaje y el textil .

Paraskevi Charalambous, bioquímica y científica de materiales de BOKU, forma parte del equipo de investigación que trabaja en este proceso. Una de sus contribuciones destacadas incluye la investigación sobre disolventes con un punto de fusión muy bajo. El objetivo es encontrar un disolvente que pueda reciclarse , algo que Charalambous admite que ha sido un desafío. «No ha sido fácil recuperar la sustancia química que usamos en su estado original», afirmó.

Se han logrado avances significativos desde el inicio del proyecto en 2023, y los investigadores han podido producir varias muestras, incluyendo una de una cartera de cuero de nuez. La gran ventaja del material, ya sea cuero o plástico, es que es reciclable y compostable.

Normalmente, los materiales compuestos (una combinación de dos materiales con propiedades diferentes) son difíciles de reciclar porque se les añaden otros productos químicos para ajustar su función.

El proceso empleado en este caso no lo hace, por lo que el producto puede disolverse de nuevo y reutilizarse. Gierlinger también afirmó que es posible compostar el material si es necesario, aunque promueve la reutilización y el reciclaje primero. Tras decidir la mejor estrategia, el objetivo será introducir estos nuevos materiales a base de frutos secos en la producción. «El siguiente paso sería buscar empresas interesadas », declaró Gierlinger.

[Este contenido procede de Renewable Matter Lee el original aquí]