Il mondo si è innamorato della plastica perché costa poco, conveniente, leggero e di lunga durata. Per questi stessi motivi, la plastica ora sta distruggendo la Terra.

I chimici della Colorado State University hanno annunciato sulla rivista Scienza un altro importante passo avanti verso l'eliminazione degli sprechi, materiali sostenibili che un giorno potrebbero competere con le plastiche convenzionali. Guidato da Eugene Chen, professore presso il Dipartimento di Chimica, hanno scoperto un polimero con molte delle stesse caratteristiche di cui godiamo nella plastica, come leggerezza, resistenza al calore, forza e durata. Ma il nuovo polimero, a differenza delle tipiche plastiche petrolifere, può essere riconvertito al suo stato originale di piccola molecola per una completa riciclabilità chimica. Ciò può essere ottenuto senza l'uso di sostanze chimiche tossiche o procedure di laboratorio intensive.

I polimeri sono un'ampia classe di materiali caratterizzati da lunghe catene di materiali legati chimicamente, unità molecolari ripetute chiamate monomeri. I polimeri sintetici oggi includono plastica, così come le fibre, ceramica, gomme, rivestimenti, e molti altri prodotti commerciali.

Il lavoro si basa su una generazione precedente di un polimero chimicamente riciclabile che il laboratorio di Chen ha dimostrato per la prima volta nel 2015. La realizzazione della vecchia versione richiedeva condizioni estremamente fredde che avrebbero limitato il suo potenziale industriale. Il polimero precedente aveva anche una bassa resistenza al calore e peso molecolare, e, mentre simile alla plastica, era relativamente morbido.

Ma la conoscenza fondamentale acquisita da quello studio era inestimabile, disse Chen. Ha portato a un principio di progettazione per lo sviluppo di polimeri di futura generazione che non solo sono chimicamente riciclabili, ma ma mostrano anche solide proprietà pratiche.

Il nuovo, la struttura polimerica molto migliorata risolve i problemi del materiale di prima generazione. Il monomero può essere convenientemente polimerizzato in condizioni rispettose dell'ambiente, condizioni industrialmente realistiche:senza solventi, a temperatura ambiente, con pochi minuti di reazione e solo una traccia di catalizzatore. Il materiale risultante ha un alto peso molecolare, stabilità termica e cristallinità, e proprietà meccaniche che si comportano molto come una plastica. Più importante, il polimero può essere riciclato al suo originale, stato monomerico in condizioni di laboratorio blande, utilizzando un catalizzatore. Senza bisogno di ulteriore purificazione, il monomero può essere ripolimerizzato, stabilendo così quello che Chen chiama un ciclo di vita dei materiali circolare.

Questo pezzo di chimica innovativa ha entusiasmato Chen e i suoi colleghi per un futuro in cui nuovi, plastica verde, piuttosto che sopravvivere nelle discariche e negli oceani per milioni di anni, può essere semplicemente inserito in un reattore e, in gergo chimico, depolimerizzati per recuperare il loro valore - impossibile per le odierne plastiche petrolifere. Torna al suo punto di partenza chimico, il materiale potrebbe essere utilizzato più e più volte, ridefinendo completamente il significato di "riciclare".

"I polimeri possono essere riciclati chimicamente e riutilizzati, in linea di principio, infinitamente, " disse Chen.

Chen sottolinea che la nuova tecnologia dei polimeri è stata dimostrata solo su scala di laboratorio accademico. C'è ancora molto lavoro da fare per perfezionare i processi di produzione di monomeri e polimeri in attesa di brevetto che lui e i suoi colleghi hanno inventato.

Con l'aiuto di una sovvenzione seme di CSU Ventures, i chimici stanno ottimizzando il loro processo di sintesi dei monomeri e sviluppando, nuovo, percorsi ancora più convenienti verso tali polimeri. Stanno anche lavorando su problemi di scalabilità sulla loro configurazione di riciclaggio monomero-polimero-monomero, ricercando ulteriormente nuove strutture chimiche per materiali riciclabili ancora migliori.

"Sarebbe il nostro sogno vedere questa tecnologia polimerica riciclabile chimicamente materializzarsi sul mercato, " disse Chen.