Proyecto de investigación para el desarrollo de un agente hidrofobizante sin fluorocarbonos para textiles iniciado

Abb.1: Estudio de viabilidad – Las textiles a base de celulosa fueron equipadas con una proteína marcadora fluorescente verde que tenía anclajes de celulosa. Algodón (izquierda), viscosa (centro), control negativo = proteína fluorescente verde sin anclaje de celulosa (derecha). © Instituto Hohenstein

Fig. 2: Textil repelente al agua (hidrofóbico). © Instituto Hohenstein

El Instituto Hohenstein en Bönnigheim y el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Interfaces y Procesos Bioquímicos IGB en Stuttgart (con su división BioCat en Straubing) anuncian el inicio de un proyecto de investigación interdisciplinario, que desarrollará una nueva protección textil basada en proteínas naturales con propiedades repelentes al agua y a la suciedad. Esto servirá como alternativa a la hidrofobización tóxica y controvertida mediante productos químicos perfluorados y polifluorados. El objetivo del proyecto conjunto (número IGF 18884 N) es una funcionalización de textiles económicamente viable y sosteniblemente estable como reemplazo de las actuales protecciones de fluorocarbono, que aún se utilizan en gran medida. Mediante la vinculación dirigida del campo de la biotecnología con la ciencia textil, los científicos esperan lograr una implementación exitosa del objetivo del proyecto.

El enfoque previsto en el proyecto de investigación se realizará únicamente con proteínas hidrofóbicas (repeleagua), conocidas como hidrofobinas. Estas proteínas se encuentran de forma natural en las paredes celulares de los hongos, donde cumplen una función repelente al agua. A lo largo del proyecto, los investigadores desean producir biotecnológicamente las proteínas de los hongos y posteriormente aplicarlas a los textiles.

El principio se basa en dotar a las proteínas hidrofóbicas de un "ancla" que pueda unirse de manera selectiva y estable a las fibras de celulosa. Este tipo de "ancla" también está disponible en la naturaleza, por ejemplo, en enzimas que descomponen la celulosa (llamadas celulasas), que ayudan a muchos hongos y bacterias a descomponer la biomasa para obtener nutrientes.

En un estudio de viabilidad realizado por los Institutos Hohenstein y Fraunhofer, ya se ha implementado el principio de "proteína ancla". Hasta ahora, se ha logrado unir de manera estable una proteína marcadora de fluorescencia verde a diferentes textiles mediante un ancla de celulosa.

Las propiedades repelentes al agua y a la suciedad de los textiles son de gran importancia, especialmente para productos al aire libre, textiles técnicos, textiles quirúrgicos, pero también para proteger las fibras de la descomposición microbiana, como en el sector automotriz. Actualmente, estas propiedades se logran principalmente mediante compuestos químicos de fluorocarbono, clasificados como contaminantes orgánicos persistentes. Los compuestos de fluorocarbono pueden ser ingeridos por humanos y animales a través de la alimentación y el agua potable, acumulándose en sus órganos. Debido a los peligros para las personas y el medio ambiente, la presión de los medios de comunicación y los consumidores para alternativas a las protecciones textiles con las propiedades deseadas está en aumento. Por lo tanto, la transición de protecciones de fluorocarbono a sustancias y procedimientos alternativos representa un desafío importante para la industria textil. La protección textil basada en proteínas presenta, en este contexto, un procedimiento alternativo de hidrofobización que es a la vez rentable, sostenible y no perjudicial para la salud.

El proyecto conjunto cuenta con el apoyo de un comité asesor que incluye representantes de diversas industrias de los sectores textil y biotecnológico. La viabilidad industrial y la rentabilidad del nuevo método de acabado se consideran desde el principio.

El Instituto Fraunhofer IGB, división BioCat en Straubing, se especializa principalmente en sistemas de biocatalisis y en la producción fermentativa de sustancias biológicas. Actualmente, allí se producen las proteínas de fusión correspondientes, formadas por proteínas repelentes al agua y anclas de celulosa, que son adecuadas para el acabado de textiles de celulosa como algodón, viscosa, modal o lyocell.

Los Institutos Hohenstein en Bönnigheim son una de las instituciones de investigación y control independientes más importantes en el sector textil. La sección de Ciencias de la Vida, llamada Instituto William Küster para Higiene, Medio Ambiente y Medicina, se dedica a las numerosas cuestiones relacionadas con textiles en el proyecto, desde la selección de patrones textiles adecuados a base de celulosa, hasta el acabado de los textiles con proteínas y la caracterización de los patrones textiles acabados. Los investigadores examinan, por un lado, la funcionalidad y la resistencia al lavado de la protección proteica. Por otro lado, analizan aspectos adicionales como la transpirabilidad, la biocompatibilidad, la compatibilidad ambiental y, finalmente, la biodegradabilidad de los patrones textiles tratados.