La bioplastica PEF potrebbe risolvere alcuni dei problemi causati dal PET. Il processo di produzione lungo e ad alta intensità energetica ha finora impedito la produzione di massa. I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno ora sviluppato un metodo che potrebbe finalmente rendere commerciabile il PEF.

Il problema della plastica è sulla bocca di tutti. Ogni anno, vengono prodotti circa 50 milioni di tonnellate di polietilene tereftalato (PET) da solo, e la tendenza è in aumento. Poiché il riciclaggio è solitamente costoso e tecnologicamente difficile da implementare, una grande quantità di rifiuti di plastica finisce negli oceani o viene incenerita, causando enormi emissioni di CO2. Anche l'uso del petrolio greggio nella produzione è problematico. Però, nessuno di noi può fare a meno della plastica del tutto.

"I polimeri e le materie plastiche sono materiali molto utili che rendono possibile in primo luogo un'ampia gamma di applicazioni quotidiane. Auto più leggere, smartphone, i vestiti moderni e molti dispositivi medici non esisterebbero se non avessimo inventato i polimeri, "dice Jan-Georg Rosenboom, un nuovo dottorato di ricerca laureato nel gruppo di ricerca del professor Massimo Morbidelli dell'ETH presso il Dipartimento di Chimica e Bioscienze Applicate. "La domanda è come possiamo ridurre l'impatto ambientale negativo della plastica mantenendo i suoi benefici per la nostra società".

Migliori proprietà del materiale

Una risposta potrebbe essere polimeri biobased, le cosiddette bioplastiche. Questi hanno proprietà molto simili alle plastiche convenzionali, ma sono realizzati con materie prime a base vegetale anziché petrolio greggio. Alcune bioplastiche sono anche biodegradabili e consentono un migliore compostaggio.

Il gruppo di Massimo Morbidelli sta studiando una promettente bioplastica chiamata polietilene furanoato (PEF). Il PEF è chimicamente molto simile al PET, ma è costituito al 100% da materie prime rinnovabili come rifiuti forestali e agricoli. bottiglie PEF, Per esempio, richiedono meno materiale, sono più leggeri e più stabili dei loro concorrenti PET e fanno durare più a lungo le bevande. Sebbene il PEF non sia biodegradabile, può essere incenerito in modo ecologico oltre al riciclaggio, in quanto non vengono prodotte ulteriori emissioni di CO2.

Il fatto che il PEF non sia ancora riuscito ad affermarsi sul mercato è dovuto principalmente alla sua produzione ad alta intensità di tempo ed energia. I dottorandi dell'ETH Jan-Georg Rosenboom e Peter Fleckenstein, insieme al professore dell'ETH Giuseppe Storti, hanno ora sviluppato un metodo che potrebbe consentire la svolta commerciale del PEF. Ieri i risultati della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Efficienza energetica e produzione veloce

"Il nostro metodo riduce i tempi di produzione da alcuni giorni a poche ore. Inoltre, lo scolorimento nel prodotto finale può essere evitato rispetto ai processi precedenti, " dice Jan-Georg Rosenboom e spiega:"Invece di far reagire le solite catene polimeriche "a fune" con due punti terminali, prima leghiamo gli anelli di quest'ultimo, che quindi non hanno più fine. Questi anelli possono quindi essere polimerizzati in PEF molto più rapidamente e in modo controllato. Questo perché non vengono prodotti sottoprodotti chimici e devono essere rimossi, quando gli anelli vengono aperti e collegati per formare la lunga "corda polimerica" ​​finale. La reazione molto rapida in pochi minuti consente di ottenere prodotti PEF con proprietà dei materiali superiori al PET e riduce il fabbisogno energetico".

Inoltre, il metodo di apertura dell'anello permette una regolazione precisa della qualità del prodotto, cosa che non era possibile con il precedente processo produttivo. Così, il nuovo metodo potrebbe essere interessante anche per la produzione di altri tipi di plastiche e bioplastiche. Grazie alle sue buone proprietà del materiale, il PEF potrebbe anche sostituire i materiali multistrato difficili da riciclare.

Attualmente, gli scienziati stanno lavorando con Sulzer per studiare come il nuovo processo potrebbe essere implementato nella produzione industriale di massa. Nonostante i numerosi vantaggi offerti dal PEF, non può risolvere da solo tutti i problemi esistenti, dice Rosenboom, sottolineando:"L'istruzione e una maggiore consapevolezza su come gestire la plastica continueranno ad essere fondamentali per fermare il crescente inquinamento ambientale. Tuttavia, i progressi nelle tecnologie di produzione e riciclaggio faciliteranno la transizione verso una società sostenibile".