Molte aziende stanno lavorando su materiali che sarebbero leggeri e resistenti come la plastica ma allo stesso tempo completamente biodegradabili. E se potessero essere fatti di... spazzatura? Un moderno, All'IPC PAS sta nascendo un metodo ecologico (senza sprechi, la conversione della materia prima in prodotto raggiunge il 100%) ed economico (non richiede alte temperature o costosi catalizzatori) per ottenere monomeri organici.

È difficile immaginare il nostro mondo moderno senza plastica, ma la plastica che conosciamo oggi rappresenta anche una grande minaccia. Sparpaglia praticamente tutti gli angoli della terra:si può trovare nelle profondità della Fossa delle Marianne e sul Monte Everest. Ognuno di noi, in un modo o nell'altro, consuma 5 grammi di plastica ogni settimana, abbastanza per una carta di credito, e questi non sono composti neutri per la nostra salute.

Ma se riuscissimo a sostituire la plastica con un materiale altrettanto leggero, ugualmente resistente e allo stesso tempo completamente biodegradabile? Questa è l'idea che un team di scienziati dell'Istituto di chimica fisica dell'Accademia polacca delle scienze (IPC PAS), guidato dal professor Juan Colmenares, sta lavorando. Hanno preso un prodotto comune, l'idrossimetilfurfurale (HMF), che su scala industriale si ottiene dall'idrolisi acida degli zuccheri ottenuti, tra gli altri, dalla cellulosa, lignina o inulina. L'hanno trasformato in aldeide, 2, 5-diformilfurfurale (DFF), un composto che trova applicazione in così tanti campi dell'industria che ci vorrebbero diverse righe di stampa per elencarli tutti. Può essere usato per produrre medicinali, cosmetici, fragranze, agenti chimici, combustibili, ma soprattutto plastica ecologica. "Vogliamo che sia possibile sostituire i PET con qualcosa che si decompone in pochi mesi o al massimo in pochi anni, " spiega il professor Colmenares. "La plastica di oggi, fatto di petrolio, contengono ftalati e altri plastificanti - una sorta di "zuppa" di composti organici e persino inorganici - e nessun batterio o fungo da solo può abbatterli. Ecco perché rimangono così a lungo nelle foreste e nei mari. I materiali prodotti a base di DFF contengono furani:zuccheri, e ciò che viene dalla natura è accolto meglio dalla natura, " spiega il professore. "Ci sono già stati test di tali polimeri. Si scompongono in monomeri simili agli zuccheri. E gli zuccheri sono una prelibatezza per molti microrganismi. Anche se una bottiglia di questo tipo di plastica viene gettata nella foresta, si decomporrà molto più velocemente dei polimeri convenzionali, dopo qualche anno al più tardi».

Non è il prodotto stesso (DFF) che è nuovo qui, ma il metodo per ottenerlo, descritto in un articolo pubblicato in Gatto applicato. B . Fino ad ora, sono state necessarie alte temperature (dell'ordine di 100-150 gradi C) e tecnologie complicate, il che significava che pur essendo ecologico, non poteva competere con i prodotti petroliferi. La squadra del professor Colmenares ha bisogno solo di una scatola che loro stessi producono:un fotoreattore, una luce (attualmente questa è una lampada a LED che emette vicino ai raggi UV—375 nm, ma alla fine l'energia deve essere fornita semplicemente dal sole) e da un catalizzatore:nanofili di biossido di manganese. "Questi sono lunghi e molto, molto sottile, e la loro struttura aumenta l'assorbimento della luce. Grazie alle proprietà termo-foto-catalitiche uniche del biossido di manganese, i nanorod hanno una superficie di contatto molto più ampia con le particelle del materiale di partenza e sono più bravi ad attivarlo. Così, praticamente tutte le modifiche HMF in DFF. 100%!" si entusiasma il professore. "È un metodo senza sprechi, senza l'aggiunta di ossigeno o composti aggiuntivi (es. perossido di idrogeno H ₂ oh ₂ ). L'ossigeno nell'aria è sufficiente per ottenere il monomero puro necessario per la produzione di polimeri lineari e ... per esempio, bottiglie come questa. Anche i nanorod possono essere riutilizzati più volte come fotocatalizzatori, perché il DFF non li distrugge, non rilascia ioni manganese 2+ e 4+, quindi in più, non ha bisogno di essere purificato. Le condizioni necessarie sono la temperatura ambiente e la pressione atmosferica. Allo stesso tempo, viene utilizzato un materiale molto economico e comune (l'ossido di manganese non è platino, oro o argento), e il metodo di produzione è semplice. Semplicemente precipitano e tutto ciò che serve è selezionare le condizioni giuste affinché il processo sia efficiente, "dice il professor Colmenares, descrivendo l'invenzione. "Attualmente siamo limitati dalla capacità del reattore, ma quando lo cambiamo in un reattore a flusso, saremo in grado di aumentare notevolmente la produzione. E, Certo, ottenere un brevetto, " Aggiunge.

Ma la plastica in decomposizione così rapida non si decompone troppo rapidamente? Prima, Per esempio, riusciamo a bere il succo versato in esso? "No, " ride il professore, "In pratica ci vogliono alcuni anni per decomporsi, ma anche se la reazione è avvenuta più velocemente, l'utilizzatore al massimo berrebbe un po' di plastica "buona". Uno che è innocuo per il corpo. In generale, sarebbe semplicemente degradato dai nostri batteri intestinali e dai loro enzimi".

Inoltre, il metodo sviluppato dal team guidato dal professor Colmenares utilizza la spazzatura. Qualcosa che altrimenti finirebbe nei fiumi, inquinare l'acqua, o richiederebbe un alto livello di purificazione, come è ora il caso dei rifiuti dell'industria cartaria. "Attualmente, tali rifiuti possono essere trasformati o convertiti, Per esempio, in bioetanolo, oppure può essere bruciato per fornire energia per la produzione, ma se potesse essere usato meglio, questo sarebbe fantastico. Comunque, c'è abbastanza spazzatura per tutto. E se si dimostrasse che ci sono soldi dentro, si troverebbero subito molte persone per ripulirlo, "dice il professore.

La Polonia è, Per esempio, un grande produttore di mele e succhi, ma sappiamo cosa succede a tutta quella buccia di mela ea tutti i prodotti di scarto? Non tanto, anche se "produciamo" centinaia di tonnellate ogni anno. "Viene versato nello smaltimento dei rifiuti, inquina l'acqua, assorbe ossigeno, e poi è la fine di tutta la vita acquatica, " si preoccupa il professore. "Intanto, contiene tutto lo zucchero, pectina e composti levulinici da cui si possono ricavare anche medicinali, " spiega. Puoi fare composti molto desiderabili da qualcosa che non è fatto né di petrolio né di carbone, ma dai rifiuti. Questo è "come fare qualcosa dal nulla".