Per la salute del pianeta e del nostro stesso corpo, la plastica del futuro idealmente non dovrebbe essere affatto fatta di plastica, ma dovrebbe comunque essere in grado di funzionare come la plastica. Un lavoro particolarmente importante che la plastica svolge ogni giorno è quello di far aderire le cose a una varietà di superfici, come il modo in cui funzionano le parti adesive sui post-it, Scotch, o anche cerotti. All'università di Boston, Mark Grinstaff e il suo team di ricercatori, che stanno lavorando per trovare alternative eco-compatibili alla plastica, ha deciso di progettare un adesivo con potere di adesione ma non potere di tenuta, un materiale biodegradabile composto da componenti chimici interamente derivati ​​​​naturalmente che si rompono dopo l'uso.

"Possiamo sostituire i materiali attuali che non sono degradabili con qualcosa di meglio per l'ambiente e mantenere comunque le proprietà che ci aspettiamo dal punto di vista delle prestazioni, "dice Grinstaff, un BU College of Engineering Distinguished Professor of Translational Research, un professore di chimica del College of Arts &Sciences, e direttore del Gruppo Grinstaff. "Possiamo avere entrambi, dobbiamo solo essere intelligenti su come lo facciamo."

Dopo due anni di sperimentazione, Il team di Grinstaff ha recentemente presentato un adesivo alternativo in un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura . Il team afferma che la formula dell'adesivo può essere facilmente adattata per adattarsi a un'ampia gamma di applicazioni industriali e mediche che traggono vantaggio dai materiali appiccicosi.

"Volevamo imitare i leganti di plastica nelle vernici che li fanno aderire al muro, " spiega Anjeza Beharaj, che ha conseguito il dottorato di ricerca in chimica organica mentre lavorava nel laboratorio di Grinstaff, che lavora principalmente con polimeri, grandi strutture molecolari costituite da materiali chimicamente legati.

Sebbene si pensi spesso che i polimeri siano sinonimo di plastica, possono anche essere fatti di materiali di derivazione naturale, anche il nostro DNA è considerato un polimero. Beharaj e Grinstaff hanno lavorato con il ricercatore universitario Ethan McCaslin e William A. Blessing, che ha recentemente conseguito un dottorato di ricerca. in chimica presso BU, sviluppare un sistema adesivo composto da polimeri biodegradabili in grado di aderire efficacemente a qualsiasi cosa così come, se non meglio di, prodotti a base di plastica oggi sul mercato.

"L'ingrediente chiave è l'anidride carbonica, " Spiega Beharaj. Circa dal 20 al 40 percento dell'adesivo biodegradabile, che ha la consistenza del miele o della melassa, è composto da CO ₂ . "Tendiamo a pensare al carbonio come a un gas inquinante nell'atmosfera, e può essere, in quantità eccessive. Ma la cosa eccitante è che questo materiale riutilizza l'anidride carbonica che altrimenti andrebbe nell'atmosfera, e c'è un potenziale per le raffinerie di petrolio e gli impianti di produzione per riutilizzare il gas per polimeri ecocompatibili. Quindi è una vittoria per l'ambiente e una vittoria per il consumatore, in quanto può potenzialmente abbassare il prezzo delle merci poiché CO ₂ è una materia prima a buon mercato, " lei dice.

Grinstaff e Beharaj stimano che il loro adesivo impiegherà un anno o meno per decomporsi completamente nell'ambiente, a differenza della plastica che inquinerà le discariche per migliaia di anni. (Considera per un momento che ogni cerotto e pezzo di nastro adesivo che hai mai gettato via è ancora seduto in un mucchio di spazzatura da qualche parte!)

"Questo rappresenta un buon progresso verso la realizzazione di prodotti più ecologici, che dovrebbe essere una priorità per la comunità scientifica in questo momento, " dice McCaslin (CAS'20), che sta lavorando per un BA/MA in biochimica.

Lui e Beharaj hanno lavorato come assistenti residenti in un dormitorio della BU su Bay State Road, diventare amici prima di fare squadra per lavorare insieme nel laboratorio di Grinstaff.

McCaslin spera che l'adesivo "ispirerà più ricercatori a lavorare verso un obiettivo simile di rendere i prodotti più ecologici, " lui dice.

Il team di Grinstaff prevede che la soluzione adesiva biodegradabile possa essere adattata alle numerose esigenze degli adesivi per plastica di oggi. Regolando il rapporto tra polimeri e CO ₂ in ogni lotto di adesivi, sono in grado di rafforzare l'adesione del materiale, più debole, o in grado di rispondere a determinati tipi di superfici. La forza adesiva può variare da quella dello scotch alla colla per legno permanente, e può essere adattato per aderire al metallo, bicchiere, Di legno, Teflon, e persino superfici bagnate.

I materiali di origine naturale e biodegradabili sono anche completamente sicuri da usare sul o nel corpo umano, secondo Beharaj. Gli adesivi potrebbero potenzialmente sostituire il metallo utilizzato negli interventi chirurgici per tenere insieme l'osso, rendendo alcune procedure chirurgiche meno invasive. Potrebbero essere utilizzati anche sulla superficie della pelle per proteggere i tagli, graffi, ferite, o incisioni post-chirurgiche.

Con una così vasta gamma di possibilità, il passo successivo è trovare il modo migliore per utilizzare e commercializzare gli adesivi.

"La domanda in questo momento è trovare la migliore applicazione, e inizieremo imparando quali sono le esigenze delle diverse comunità, " dice Grinstaff. "Le persone nel campo chirurgico avranno un'idea diversa rispetto a qualcuno nel confezionamento, ma possiamo affrontare entrambi i mercati".