Los plásticos son indispensables para el funcionamiento cotidiano del mundo moderno. Sin embargo, su uso ubicuo presenta importantes desafíos de sostenibilidad debido a sus altas emisiones de carbono y la persistente contaminación ambiental.

Desde su adopción industrial en 1950, la producción de plástico ha aumentado exponencialmente de 2 Mt. en 1951 a más de 459 Mt. en 2019. A nivel mundial, casi la mitad de todos los residuos plásticos generados anualmente se deben a envases de plástico de un solo uso (SUP), la gran mayoría de los cuales no son biodegradables. Hoy en día, el 91% de los residuos plásticos se envían a vertederos o se incineran, y solo el 9% se recicla. Estos residuos vertidos o incinerados se fragmentan en microplásticos que llegan a los humanos a través del agua, los alimentos y el aire. El consumo o la inhalación de microplásticos se ha asociado con un mayor riesgo de numerosas patologías, como enfermedades cardiovasculares y respiratorias y cáncer de pulmón. Además, los desechos plásticos no degradables llegan a las vías fluviales y océanos del mundo, lo que afecta gravemente la vida marina. 

Aunque las políticas recientes abogan por prohibiciones en la fabricación de plástico de un solo uso o buscan implementar programas de reciclaje para reutilizar materiales de embalaje de plástico, estos esfuerzos no son efectivos debido a las bajas tasas de recuperación. Además, se ha estimado que una prohibición de SUP por sí sola no será suficiente para resolver el problema de los desechos plásticos. Por lo tanto, se necesitan alternativas de materiales sostenibles para reemplazar los casos de uso de plástico de petróleo.

El mercado actual de envases de plástico de 23.500 millones de dólares está dominado por el polietileno y el polipropileno, que representan más de la mitad de la producción de plástico sin fibra 20 . Estos polímeros se utilizan por su alta resistencia a la tracción (polietileno: 20-45 MPa; polipropileno: 35 MPa) y resistencia al agua. En los últimos años, se han realizado numerosos diseños de alternativas de biomateriales.

Estas síntesis de materiales a menudo utilizan enfoques de mezcla para crear compuestos biopoliméricos compuestos de ácido poliláctico (PLA), polihidroxialcanoato (PHA) como polihidroxibutirato (PHB), almidón o celulosa. Sin embargo, estos materiales están limitados en su rendimiento mecánico o resistencia al agua y, por lo tanto, tienen desafíos en la adopción industrial. Además, los bioplásticos que tienen las mejores propiedades mecánicas son los más difíciles de biodegradar.

La contaminación plástica es uno de los desafíos más desalentadores para la sostenibilidad. Los plásticos multifuncionales y biodegradables son cruciales tanto para lograr resultados deseables al final de su vida útil como para reemplazar los plásticos petroquímicos. Los bioplásticos actuales presentan deficiencias en sus propiedades mecánicas, como el polihidroxibutirato (PHB); biodegradabilidad a temperatura ambiente, como el ácido poliláctico (PLA); o carecen de la funcionalidad necesaria para generar valor añadido. Presentamos la película en capas bioinspirada, ecológica, avanzada y multifuncional (LEAFF), para envases de plástico sostenibles. Este compuesto biomimético, basado en la estructura de la hoja natural de la planta, mejora sinérgicamente la resistencia mecánica a la vez que potencia la biodegradabilidad del PLA en el suelo, logrando una degradación completa en 5 semanas. La película también es altamente transparente y estable al agua, y posee altas propiedades de barrera a los gases, lo que prolonga la vida útil de los alimentos y reduce el desperdicio. 

El diseño biomimético muestra la ventaja sinérgica que ofrece la estructura multicapa de LEAFF para mejorar el rendimiento mecánico, a la vez que conserva la biodegradabilidad y logra multifuncionalidad para una amplia gama de aplicaciones.