Gran parte della crescente preoccupazione globale per la plastica che inquina i nostri oceani e intasa le nostre discariche si è concentrata sulla riduzione del consumo e sul riutilizzo dove possibile. Ma c'è un motivo per cui produttori e consumatori fanno fatica a sostituire altri materiali, per molti usi, la plastica è semplicemente il miglior materiale disponibile. Quando si tratta di mantenere i nostri alimenti e farmaci puliti e incontaminati e le nostre procedure mediche sterili e sicure in modo affidabile, la monouso della plastica è stata essenziale per la nostra salute.

Quindi, anche se una cosa è smettere di comprare acqua in bottiglia, tutta una serie di altri usi critici della plastica:dalle siringhe di polipropilene nell'ambulatorio del medico alla confezione di polistirolo intorno al pollo al supermercato, probabilmente non se ne andranno presto.

"Sicuramente possiamo e dobbiamo fare il possibile per ridurre il nostro consumo di alcuni usi, ma per altri, non possiamo davvero, " ha detto Aaron Sadow, uno scienziato nella Divisione di Scienze Chimiche e Biologiche presso il Laboratorio Ames. "Non usare cannucce di plastica è possibile, ma non utilizzare la plastica negli imballaggi alimentari e nei dispositivi medici è difficile e in alcuni casi probabilmente impossibile, quindi siamo un po' bloccati. La domanda è, cosa ne facciamo di questi rifiuti?"

A differenza del riciclaggio di materiali meno complessi come alluminio o vetro, la plastica è un materiale "down-cycle", il che significa che i processi utilizzati per pulirlo e riformarlo in nuova materia prima ne degradano la qualità.

"Con i polimeri, ciò che li tiene insieme sono i legami carbonio-carbonio o i legami carbonio-altro elemento, " ha detto Sadow. "Quando vengono riscaldati e sciolti per il riciclaggio, i legami carbonio-carbonio si rompono, tipicamente degradando le proprietà del materiale. Non va bene per i requisiti prestazionali del cibo, droga, e imballaggi e forniture mediche. Il processo di riciclaggio aggiunge costi, e poi puoi solo fare quel ciclo di discesa così tante volte prima di ritrovarti con materiale di nessun valore pratico. Così, non è mai stato davvero economicamente fattibile riciclare queste plastiche".

Nel tentativo di cambiarlo, Sadow e i colleghi dell'Ames Laboratory stanno collaborando con i ricercatori dell'Argonne National Laboratory, UC Santa Barbara, Università della Carolina del Sud, Università Cornell, e la Northwestern University in uno sforzo finanziato dall'Ufficio delle scienze del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti per riciclare la plastica monouso in sostanze chimiche più preziose che valgano la pena recuperarla.

La sfida della chimica inorganica è trovare un metodo per "tagliare" chimicamente lunghe catene polimeriche in pezzi più piccoli che possono quindi essere utilizzati per estrarre materie prime purificate e nuove per l'industria chimica, per produrre cose come il nylon, fibre, rivestimenti, e detersivi.

"Proprio adesso, semplicemente non abbiamo quel tipo di controllo sul processo. Ma la natura sì, " ha detto Sadow. "La nostra ispirazione è l'idrolisi enzimaticamente controllata della cellulosa, che è un polimero bioorganico composto da ripetizioni, monomeri di glucosio identici chimicamente legati. Riteniamo di poter creare catalizzatori inorganici che si comportano come enzimi per rompere le catene polimeriche delle plastiche sintetiche in componenti utili".

Sadow spera che l'upcycling chimico diventi uno dei tanti modi possibili per affrontare l'inquinamento globale da plastica. "Non immaginiamo l'upcycling come l'unica soluzione, ma come parte di una strategia multiforme".