Investigadores de la Universidad de Rice y la Universidad de Houston han presentado un nuevo método para producir un biomaterial de alta resistencia a partir de celulosa bacteriana, el cual podría ofrecer una alternativa a los plásticos derivados del petróleo. El estudio, publicado en Nature Communications en julio de 2025, describe un sistema de biosíntesis escalable en el que las bacterias organizan la estructura del material bajo el control de un flujo de líquido, evitando la disposición caótica propia de las condiciones habituales.
El estudio fue dirigido por Muhammad Maqsood Rahman, profesor adjunto de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad de Houston, en colaboración con la Universidad de Rice. M.A.S.R. Saadi, estudiante de doctorado en Rice, fue el autor principal del artículo, que también contó con la participación de Shaiyam Bhakta (Rice), así como de los ingenieros y científicos de materiales Pulickel Ajayan, Matthew Bennett y Matteo Pascali, entre otros. Diversos fondos estadounidenses financiaron el proyecto, incluyendo la Fundación Nacional de Ciencias, el Endowment for Forestry and Communities y la Fundación Welch.
Funcionamiento de la tecnología
Habitualmente, la celulosa bacteriana crece como una red de nanofibras de orientación aleatoria y poco densa, lo que condiciona su solidez y capacidad para soportar cargas. En esta nueva propuesta, los investigadores desarrollaron un biorreactor giratorio donde el flujo de líquido determina la dirección del movimiento de las bacterias Gluconacetobacter y, por tanto, la alineación de las fibras que generan.
Mediante esta hidrodinámica controlada, los científicos lograron obtener láminas densas y alineadas con una resistencia a la tracción de unos 436 megapascales. En una versión híbrida que incorporó nanoláminas de nitruro de boro durante el proceso de crecimiento, la resistencia alcanzó cerca de 553 megapascales y la conductividad térmica triplicó la de la celulosa bacteriana común. Todo este proceso ocurre en una sola etapa a temperatura ambiente, sin necesidad de emplear disolventes tóxicos ni las condiciones de fermentación de los entornos naturales.
Sostenibilidad, propiedades y aplicaciones potenciales
Este bioplástico de base bacteriana es totalmente biodegradable y no requiere incineración ni procesamiento termoquímico, a diferencia de la gran mayoría de los polímeros sintéticos. Asimismo, la tecnología permite el empleo de medios de cultivo relativamente simples y, en el futuro, podría utilizar residuos agrícolas como base nutritiva para la fermentación, lo que refuerza la posibilidad de una producción económica y a gran escala.
Los investigadores prevén el uso de este nuevo material en diversos campos:
- embalaje, donde podría sustituir parte de las cajas y películas plásticas de un solo uso;
- componentes automotrices y de construcción que requieran una combinación de ligereza y resistencia;
- elementos de gestión térmica, como piezas destinadas a la disipación de calor en dispositivos electrónicos;
- textiles y electrónica sostenible, incluyendo sensores y pantallas flexibles;
- sistemas de energía y materiales compuestos donde la robustez y la tolerancia al estrés sean críticas.
Limitaciones y por qué no es una revolución inmediata
A pesar de todo su potencial, el material aún no está listo para desplazar por completo a los plásticos tradicionales, ni en términos de volumen ni de coste. Para su implementación industrial, se requerirá lo siguiente:
- establecer sistemas de producción masiva;
- resolver los desafíos de estandarización y los requisitos normativos;
- demostrar su fiabilidad a largo plazo en aplicaciones clínicas, industriales y automotrices.
Sin embargo, el equipo de la Universidad de Rice y la Universidad de Houston presenta esta tecnología como una de las primeras en las que la sostenibilidad no requiere renunciar a la resistencia y la estabilidad. Durante los próximos años, prevén desarrollar líneas piloto junto a socios de la industria, además de explorar nuevas variantes del material para sectores especializados.
