I ricercatori dell’EPFL sviluppano plastica simile al PET dalla biomassa di scarto
Potrebbe diventare un'alternativa più forte al PLA utilizzato nella stampa 3D per imballaggi e bottiglie
Gli scienziati dell’EPFL hanno sviluppato una nuova plastica simile al PET, facilmente ricavabile dalle parti non commestibili delle piante. La plastica è dura, resistente al calore e una buona barriera ai gas come l’ossigeno, il che la rende un candidato promettente per l’imballaggio alimentare. Grazie alla sua struttura, la nuova plastica può anche essere riciclata chimicamente e degradarsi a zuccheri innocui nell’ambiente. Utilizzato nella stampa 3D, potrebbe anche fornire un’alternativa valida e più forte al PLA, utilizzato per applicazioni finali come imballaggi e bottiglie.
Lo sviluppo di polimeri degradabili o riciclabili a base di materiale vegetale non commestibile denominato “biomassa lignocellulosica”, fa parte di uno sforzo per affrontare le sfide derivanti sia dai combustibili fossili che dall’accumulo di plastica nell’ambiente. Produrre plastica competitiva a base di biomassa non è semplice. Nell’articolo che riporta i risultati sul sito web ufficiale dell’EPFL, Nik Papageorgiou dell’EPFL sottolinea che le plastiche convenzionali sono così diffuse perché combinano basso costo, stabilità al calore, resistenza meccanica, lavorabilità e compatibilità, caratteristiche che qualsiasi sostituzione di plastica alternativa deve corrispondere o superare. E finora, il compito è stato impegnativo.
Gli scienziati dell’EPFL, guidati dal professor Jeremy Luterbacher presso la School of Basic Sciences dell’EPFL, hanno sviluppato con successo una plastica simile al PET, che è una plastica derivata dalla biomassa e soddisfa i criteri per sostituire diverse plastiche attuali pur essendo più rispettosa dell’ambiente.
“Essenzialmente ‘cuociamo’ solo legno o altro materiale vegetale non commestibile, come i rifiuti agricoli, in prodotti chimici economici per produrre il precursore della plastica in un solo passaggio”, ha affermato Luterbacher. “Mantenendo intatta la struttura dello zucchero all’interno della struttura molecolare della plastica, la chimica è molto più semplice delle alternative attuali”.
La tecnica si basa su una scoperta pubblicata da Luterbacher e colleghi nel 2016, in cui l’aggiunta di un’aldeide potrebbe stabilizzare alcune frazioni di materiale vegetale ed evitarne la distruzione durante l’estrazione. Riutilizzando questa chimica, i ricercatori sono stati in grado di ricostruire una nuova utile sostanza chimica a base biologica come precursore della plastica.
“Usando un’aldeide diversa – acido gliossilico invece di formaldeide – potremmo semplicemente agganciare gruppi ‘appiccicosi’ su entrambi i lati delle molecole di zucchero, il che consente loro di agire come mattoni di plastica”, ha affermato Lorenz Manker, il primo autore dello studio. “Utilizzando questa semplice tecnica, siamo in grado di convertire fino al 25% del peso dei rifiuti agricoli, o il 95% dello zucchero purificato, in plastica”.
Sebbene prodotto da combustibili fossili, il PET convenzionale (polietilentereftalato) è altamente riciclabile ed è la plastica più utilizzata al mondo, con oltre 56 milioni di tonnellate prodotte nel 2016. Le proprietà a tutto tondo di questa nuova plastica simile al PET potrebbero consentire loro di essere utilizzato in applicazioni che vanno dall’imballaggio e tessile alla medicina e all’elettronica. I ricercatori hanno già realizzato pellicole per imballaggio, fibre che potrebbero essere filate in vestiti o altri tessuti e filamenti per la stampa 3D.
“La plastica ha proprietà molto interessanti, in particolare per applicazioni come l’imballaggio alimentare”, afferma Luterbacher. “E ciò che rende unica la plastica è la presenza della struttura zuccherina intatta. Questo lo rende incredibilmente facile da realizzare perché non devi modificare ciò che la natura ti offre e semplice da degradare perché può tornare a una molecola che è già abbondante in natura.
Altri contributori a questo studio includono il Laboratorio EPFL per l’elaborazione di compositi avanzati, l’Università delle risorse naturali e delle scienze della vita (Austria), il Centro di competenza per i compositi del legno e la chimica del legno (Austria) e il Laboratorio dei sistemi energetici industriali dell’EPFL.
