Nuevas investigaciones demuestran un método simple y respetuoso con el medio ambiente para descomponer el teflón, uno de los plásticos más duraderos del mundo, en bloques químicos útiles.

Científicos de la Universidad de Newcastle y de la Universidad de Birmingham han desarrollado una forma limpia y energéticamente eficiente de reciclar el teflón (PTFE), un material ampliamente conocido por su uso en recubrimientos antiadherentes y en otras aplicaciones que requieren una alta estabilidad química y térmica.

Los investigadores descubrieron que los residuos de teflón pueden descomponerse y reutilizarse empleando únicamente sodio metálico y energía mecánica —movimiento mediante agitación— a temperatura ambiente y sin el uso de disolventes tóxicos.

Al publicar sus hallazgos en el Journal of the American Chemical Society, los investigadores presentan una alternativa de bajo consumo energético y libre de residuos frente a los métodos convencionales de reciclaje del flúor.

El Dr. Roly Armstrong, profesor de química en la Universidad de Newcastle y autor correspondiente del estudio, afirmó:

«El proceso que hemos descubierto rompe los fuertes enlaces carbono–flúor del teflón, convirtiéndolo en fluoruro de sodio, que se utiliza en pastas dentales con flúor y se añade al agua potable».

«Cada año se producen cientos de miles de toneladas de teflón en todo el mundo: se utiliza en todo, desde lubricantes hasta recubrimientos de utensilios de cocina, y actualmente existen muy pocas formas de eliminarlo. Cuando estos productos llegan al final de su vida útil, suelen terminar en vertederos, pero este proceso nos permite extraer el flúor y valorizarlo en nuevos materiales útiles».

La profesora asociada Dra. Erli Lu, de la Universidad de Birmingham, comentó:

«El flúor es un elemento vital en la vida moderna: está presente en aproximadamente un tercio de los nuevos medicamentos y en numerosos materiales avanzados. Sin embargo, tradicionalmente se obtiene mediante procesos mineros y químicos altamente contaminantes y de gran consumo energético. Nuestro método demuestra que podemos recuperarlo a partir de residuos cotidianos y reutilizarlo directamente, transformando un problema de eliminación en una oportunidad de aprovechamiento de recursos».

El politetrafluoroetileno (PTFE), más conocido por su nombre comercial teflón, es apreciado por su resistencia al calor y a los agentes químicos, lo que lo hace ideal para utensilios de cocina, componentes electrónicos y equipos de laboratorio. No obstante, esas mismas propiedades lo hacen prácticamente imposible de reciclar.

Cuando se quema o se incinera, el PTFE libera contaminantes persistentes conocidos como “químicos eternos” (PFAS), que permanecen en el medio ambiente durante décadas. Por ello, los métodos tradicionales de eliminación plantean serias preocupaciones ambientales y de salud.

El equipo de investigación abordó este desafío utilizando la mecanoquímica, un enfoque sostenible que impulsa reacciones químicas mediante la aplicación de energía mecánica en lugar de calor.

Dentro de un recipiente de acero sellado, conocido como molino de bolas, fragmentos de sodio metálico se muelen junto con el teflón, provocando la reacción a temperatura ambiente. Este proceso rompe los fuertes enlaces carbono–flúor del teflón y lo convierte en carbono inofensivo y fluoruro de sodio, una sal inorgánica estable.

Posteriormente, los investigadores demostraron que el fluoruro de sodio recuperado de esta manera puede utilizarse directamente, sin necesidad de purificación, para crear otras moléculas valiosas que contienen flúor. Entre ellas se incluyen compuestos empleados en productos farmacéuticos, diagnósticos y otros productos químicos finos.

El profesor asociado Dr. Dominik Kubicki, responsable del equipo de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido de la Universidad de Birmingham, señaló:

«Utilizamos espectroscopía avanzada de RMN de estado sólido —una de nuestras especialidades en Birmingham— para observar la mezcla de reacción a nivel atómico. Esto nos permitió demostrar que el proceso produce fluoruro de sodio limpio, sin subproductos. Es un ejemplo perfecto de cómo la caracterización avanzada de materiales puede acelerar el progreso hacia la sostenibilidad».

Este descubrimiento proporciona un modelo para una economía circular del flúor, en la que elementos valiosos se recuperan de residuos industriales en lugar de desecharse. Esto podría reducir significativamente la huella ambiental de los productos químicos basados en flúor, que son fundamentales en la medicina, la electrónica y las tecnologías de energía renovable.

«Nuestro enfoque es simple, rápido y utiliza materiales de bajo costo», afirmó la Dra. Lu. «Esperamos que inspire nuevas investigaciones sobre la reutilización de otros tipos de residuos fluorados y contribuya a que la producción de compuestos esenciales que contienen flúor sea más sostenible».

El trabajo también pone de relieve la creciente importancia de la mecanoquímica, una rama emergente de la química verde que sustituye las reacciones de alta temperatura o intensivas en disolventes por simples movimientos mecánicos, como una herramienta clave para la innovación sostenible.

El Dr. Kubicki añadió:

«Esta investigación demuestra cómo la ciencia interdisciplinaria, que combina la química de materiales con técnicas espectroscópicas avanzadas, puede convertir uno de los plásticos más persistentes en algo útil nuevamente. Es un pequeño pero importante paso hacia una química del flúor más sostenible».

Información tomada de contenido en la sección de “Chemistry/Polymers” en Phys Org.