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“Reciclado” químico o conversión de plásticos en productos de mayor valor, izquierda. Materiales que reparan el daño y recuperan el derecho. Directamente: fibras que se pueden tejer en telas y usar como micrófonos o parlantes.
Tal fue la variada innovación que se apoderó del Morss Hall del MIT en Polymer Day 2023. Sesenta y cuatro equipos de escuelas de todo el noreste y más allá presentaron investigaciones antes de una competencia de carteles, la mayor cantidad desde el inicio del evento en 2013.
«Casi nos quedamos sin espacio en Morss Hall», dice Eric Lee, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y Programa para Polímeros y Materia Blanda (PPSM) del MIT, que organizó el evento. Lee dirigió el comité organizador del Día del Polímero con sus compañeros estudiantes graduados Yehlin Cho, Emily Krucker-Velasquez y Camille Cunin. «Nunca habíamos tenido este problema antes, porque nunca había habido tantos participantes».
Los polímeros son una gran clase de materiales formados por largas cadenas de moléculas repetitivas. Los polímeros se pueden encontrar en una variedad de aplicaciones, desde productos alimenticios hasta productos farmacéuticos: polietileno en envases, por ejemplo, y poliéster en ropa.
El evento del MIT incluyó talleres, seminarios para estudiantes y un panel de carrera de ex alumnos. También hubo puestos de la industria con los 10 patrocinadores, empresas que incluían a Cabot, Dow y Saint Gobain, también un número récord. El propósito del evento anual es brindarles a los estudiantes oportunidades para establecer contactos y una forma de compartir su investigación con personas en su campo, explica Lee. También es para mostrar la enorme diversidad de la investigación de polímeros.
“Eso es lo que lo hace realmente especial”, dice Lee. «Lo mejor de PPSM, y de la ciencia de polímeros en general, es que es tan interdisciplinario. PPSM reúne ingeniería química, química, ciencia de materiales, ingeniería mecánica e ingeniería biológica, así que cinco departamentos diferentes.
patrones de moco
Esta diversidad estuvo representada en la investigación presentada durante la sesión de carteles del día. Nadia Zaragoza habló sobre su trabajo formulando moco vaginal sintético a partir de polímeros de cepillos para biberones, que bajo el microscopio se asemejan a los cepillos largos que se usan para limpiar la cristalería.
«Me encanta la mucosidad», dice Zaragoza, estudiante de posgrado de DMSE y PPSM. «Es un material muy divertido».
Su objetivo final es facilitar mejores estudios de infecciones como la vaginosis bacteriana, una inflamación de la vagina causada por un crecimiento excesivo de bacterias. Es un diagnóstico común que no es ampliamente entendido.
«Realmente no entendemos cómo sucede esto», dice Zaragoza. “Sabemos que la mucosidad juega un papel. Entonces, si pudiéramos crear mejores modelos de moco vaginal, ¿podríamos estudiar mejor estas enfermedades? »
Polímeros de proteínas
Otra presentadora interesada en polímeros y ciencias de la salud fue Kayla Koch, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Polímeros de la Universidad de Massachusetts Amherst. Koch utiliza polímeros para imitar los dominios de transducción de proteínas, también conocidos como péptidos de penetración celular, que pueden transportar anticuerpos o proteínas a través de la membrana celular hacia el interior de una célula, al igual que la vacuna de ARNm contra el covid-19. La vacuna funciona mediante la entrega de ARNm en las células del cuerpo.
«La ventaja de usar polímeros es que puedes ajustarlos fácilmente. Si quisieras cambiar la estructura de un péptido, es un proceso muy laborioso y agotador», dice Koch. Simplemente junta todo y listo».
En la actualidad, Koch y su equipo están tratando de optimizar los polímeros para transportar proteínas de manera eficiente a través de la membrana celular para administrar agentes terapéuticos como medicamentos. El trabajo que presentó en Polymer Day mostró lo que sucede cuando agrega diferentes tipos de alcohol a los polímeros.
“Vemos que afecta la entrega de proteínas. En algunos casos, mejora la ingesta de proteínas”, dijo.
Burbujas de larga duración.
Saurabh Nath, becario postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT con el Grupo de Investigación de Varanasi, presentó su trabajo sobre burbujas, específicamente cómo hacer que duren. Trate de hacer burbujas en el agua, desafió, explotan en milisegundos.
“La única forma de estabilizarlos es agregarles jabón o aditivos. Pero una vez que agregas jabón al agua, ya no es agua, es agua jabonosa”, explica Nath.
Por lo tanto, su estudio planteó una pregunta simple: ¿cómo garantizar que una burbuja de aire siga siendo una burbuja sin alterar su pureza? Intentaron responder a la pregunta poniendo aceite de silicona en un vaso de precipitados y el vaso de precipitados sobre una placa caliente. Al pinchar el aceite se crearon burbujas que duraron unos 10 milisegundos. Sin embargo, caliente el aceite a 68 grados Celsius (154 grados Fahrenheit) y las burbujas se mantendrán durante casi una hora.
La razón: el calor empuja un flujo de líquido hacia arriba de la burbuja; sale el líquido más frío. “La burbuja vive porque la gravedad es contrarrestada por el flujo que se produce hacia arriba”, explica Nath.
Una aplicación a la que tal conocimiento podría conducir es la espuma. Las espumas, que se pueden utilizar en aislamiento, embalaje y seguridad, entre otras aplicaciones, dependen de aditivos o polímeros para darles su estructura. Nath describió un nuevo tipo de espuma que consiste en una serie de burbujas duraderas, estabilizadas sin aditivos. Dicho material también podría resolver el problema de «desespumar» o eliminar la espuma cuando ya no se necesita.
«Este es un paso bastante drástico en la fabricación y descomposición de la espuma», dice Nath. «Si apagas la temperatura, las burbujas desaparecen».
El primer ganador del concurso de carteles fue Joon Ho Park, becario postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química del MIT, por su presentación «Desarrollo de dendrímero que penetra en el cartílago para el tratamiento de la osteoartritis». Los temas que ganaron el segundo y tercer premio incluyeron el diseño de materiales inspirados en la naturaleza, las predicciones de las propiedades de los materiales basadas en datos y el uso del ADN como componente básico de los biomateriales.
