Una delle plastiche di maggior successo è il polietilene tereftalato (PET), il materiale che usiamo per realizzare bottiglie e fibre per abbigliamento. Però, Il PET è costituito da elementi costitutivi a base di petrolio. Un'alternativa al PET può essere costituita da molecole di furano a base biologica, ma per polimerizzare questi furani servono catalizzatori tossici e alte temperature. Ora, chimici dei polimeri dell'Università di Groningen, guidato dalla prof.ssa Katja Loos, hanno descritto un metodo di polimerizzazione a base di enzimi. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista ChemSusChem il 29 gennaio.

Il PET viene utilizzato per produrre bottiglie di bevande gassate perché ha eccellenti proprietà barriera, che mantiene l'effervescenza all'interno. "Ma i polimeri a base di furano sono una buona alternativa, " dice Katja Loos. Furans, che sono caratterizzati da un anello aromatico con quattro atomi di carbonio e un atomo di ossigeno, possono essere ottenuti da zuccheri derivati ​​da biomasse, e polimerizzato in polietilene 2, 5-furandicarbossilato (PEF). Anche altri copoliesteri possono essere creati dai furani, con conseguente plastica con proprietà diverse.

Enzimi

"I furani sono prodotti principalmente con enzimi. Ma per la polimerizzazione, vengono utilizzati gli stessi processi utilizzati per la produzione di PET negli ultimi 70 anni, " dice Loos. I catalizzatori a base di metalli tossici e le alte temperature necessarie per questo processo significano che non è molto rispettoso dell'ambiente.

Ecco perché Loos e i suoi colleghi hanno cercato un metodo di polimerizzazione alternativo, uno che utilizza enzimi. "Alla fine abbiamo trovato un enzima disponibile in commercio che avrebbe fatto questo, " dice Loos. I polimeri sono realizzati combinando furani con monomeri lineari, dioli alifatici o esteri etilici diacidici. L'enzima Candida antartica la lipasi B (CALB) è una lipasi che rompe i legami esteri, ma la polimerizzazione richiede la creazione di questi legami. Questo può sembrare controintuitivo, ma non è, spiega Loos:"Gli enzimi catalizzano le reazioni di equilibrio, e abbiamo semplicemente spinto l'equilibrio verso la formazione di legami esteri."

Sorprendente

Nella loro carta, gli scienziati descrivono come CALB e un certo numero di furani e monomeri lineari vengono utilizzati per formare diversi copoliesteri. Sono riusciti ad aumentare il contenuto di unità aromatiche nel poliestere a un punto che supera le proprietà del PET. La polimerizzazione enzimatica, perciò, sembra essere una valida alternativa all'attuale polimerizzazione catalitica.

"Nei nostri esperimenti, abbiamo usato l'etere come solvente, che non vuoi in un'impostazione di fabbrica. Ma poiché il punto di fusione dei furani è piuttosto basso, siamo fiduciosi che la polimerizzazione enzimatica funzionerà anche nei monomeri liquidi, "dice Loos.

Poiché l'enzima CALB è disponibile in commercio, è sorprendente che nessuno lo avesse usato prima per evitare il processo di catalizzatori tossici e alte temperature. L'unica spiegazione che Loos può offrire è che la maggior parte delle linee di produzione di poliestere è orientata all'utilizzo di queste reazioni classiche, piuttosto che l'alternativa enzimatica. E cambiare una linea di produzione è costoso. "Però, il nostro processo di polimerizzazione enzimatica sarebbe l'ideale per le nuove aziende che lavorano su alternative verdi al PET".