La ricerca per mantenere la plastica fuori dalle discariche e contemporaneamente soddisfare le esigenze dell'industria alimentare è piena di ostacoli.

Un sostituto biodegradabile per i prodotti a base di petrolio deve soddisfare tutti i tipi di standard e, finora, i tentativi di valide sostituzioni da fonti rinnovabili hanno avuto un successo limitato a causa della lavorazione e dei vincoli economici. Tra gli ostacoli, i prodotti fino ad oggi sono stati troppo fragili per l'imballaggio alimentare.

Ma una nuova ricerca della Ohio State University ha dimostrato che la combinazione di gomma naturale e bioplastica in un modo nuovo si traduce in un sostituto molto più forte della plastica, uno che sta già catturando l'interesse delle aziende che cercano di ridurre la propria impronta ambientale.

Quasi tutte le materie plastiche, circa il 90%, sono a base di petrolio e non sono biodegradabili, una delle principali preoccupazioni ambientali.

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista polimeri , il team di ricerca riporta il successo con un prodotto rinforzato con gomma derivato dalla fermentazione microbica che secondo loro potrebbe funzionare come la plastica convenzionale. Questo nuovo studio evidenzia il più grande successo finora in questo settore, secondo gli scienziati.

"I precedenti tentativi di questa combinazione non hanno avuto successo perché la morbidezza della gomma significava che il prodotto perdeva molta forza nel processo, " ha detto l'autore principale Xiaoying Zhao, un ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari dello Stato dell'Ohio.

Il nuovo studio ha coinvolto la fusione della gomma in un termoplastico a base vegetale chiamato PHBV insieme a perossido organico e un altro additivo chiamato trimetilolpropano triacrilato (TMPTA).

Il prodotto finale era il 75 percento più resistente e il 100 percento più flessibile del PHBV da solo, il che significa che è molto più facile da modellare in imballaggi per alimenti.

Altri gruppi di ricerca hanno combinato gomma e PHBV, ma i prodotti sono stati troppo deboli per resistere a tutte le esigenze di un imballaggio alimentare, dalla lavorazione, alla spedizione, alla movimentazione nei negozi e nelle case, in particolare i contenitori che vengono utilizzati per il congelamento e poi il microonde, ha detto l'autore senior dello studio, Yael Vodovotz, un professore di scienze e tecnologie alimentari presso l'Ohio State.

Maggiore flessibilità, senza una significativa perdita di forza, è particolarmente importante quando si tratta di film plastici comunemente usati per confezionare di tutto, dai prodotti freschi agli alimenti surgelati, lei disse.

Mentre altri tentativi di realizzare questo tipo di bioplastica rinforzata con gomma hanno ridotto la resistenza del PHBV fino all'80%, solo il 30 percento della forza è stato perso in questo studio, una quantità molto più gestibile, ha detto Zhao.

tenacia, che è stato migliorato, è diverso dalla forza, ha spiegato la coautrice dello studio Katrina Cornish, un esperto in gomma naturale e professore di orticoltura e scienza delle colture presso l'Ohio State.

"Immagina di provare a smontare un blocco di cemento con le tue mani. Questo sta mettendo alla prova la sua forza. Ma il karate tagliarlo con la tua mano o il tuo piede sta mettendo alla prova la sua resistenza:quanto facilmente si rompe, " ha detto la Cornovaglia.

"Non puoi mai separarlo, ma se sei abbastanza forte puoi romperlo."

Gran parte dell'attenzione attuale dei ricercatori è sull'uso potenziale di vari materiali biodegradabili e altrimenti rispettosi dell'ambiente che potrebbero utilizzare come riempitivi per rafforzare ulteriormente il mix. Hanno discusso dell'uso della "torta" lasciata dopo che un collega ricercatore ha estratto l'olio dai fondi di caffè esauriti. Sono allo studio le bucce di pomodoro, come i gusci d'uovo.

"Vogliamo qualcosa che altrimenti andrebbe sprecato, che sia sostenibile e anche relativamente economico, " ha detto Vodovotz.

Stanno anche valutando la possibilità di attaccare due problemi ambientali contemporaneamente, vedendo come le erbe invasive che gli ambientalisti stanno strappando dai corsi d'acqua potrebbero giocare con la miscela infusa di gomma.

"Potremmo asciugarli, macinarli e potenzialmente utilizzare queste erbe come riempitivo fibroso, " ha detto Vodovotz.

Oltre ai cibi confezionati, una bioplastica potrebbe essere potenzialmente utilizzata in altre applicazioni legate al cibo come utensili e taglieri.

E i ricercatori stanno cercando di collaborare con colleghi al di fuori della scienza alimentare per considerare altre applicazioni per il loro prodotto, come creare materiali da costruzione, guanti per chi lavora nella ristorazione, o parti per automobili e aerei.

Mentre il team lavora per trasferire la sua tecnologia fuori dal laboratorio e nell'industria alimentare, ci saranno molti dettagli da elaborare a seconda delle priorità e delle preoccupazioni individuali di un'azienda, Vodovotz ha detto, e questo potrebbe significare armeggiare con il mix.

"Man mano che ci avviciniamo sempre di più alla collaborazione con i produttori di alimenti, ci sono domande specifiche che i nostri potenziali partner stanno chiedendo, " ha detto Vodovotz. "Dobbiamo stare molto attenti a ciò che usiamo in questo processo per soddisfare le loro esigenze, e hanno parametri molto specifici."