La bioplastica di nuova produzione è costituita da “polimeri idroplastici”, che diventano morbide e malleabili a contatto con l'acqua. Credito:K Zhang
Le materie plastiche offrono molti vantaggi alla società e sono ampiamente utilizzate nella nostra vita quotidiana:sono leggere, economico e adattabile. Però, la produzione, la lavorazione e lo smaltimento della plastica non sono semplicemente sostenibili, e rappresentano una grave minaccia globale per l'ambiente e la salute umana. La lavorazione ecologica di plastiche riutilizzabili e riciclabili derivate da materie prime di origine vegetale sarebbe una soluzione ideale. Finora, le sfide tecnologiche si sono rivelate troppo grandi. Però, i ricercatori dell'Università di Göttingen hanno ora trovato un metodo sostenibile:l'"idroindurimento", che utilizza l'acqua in condizioni normali, per elaborare e rimodellare un nuovo tipo di polimero idroplastico chiamato cinnamato di cellulosa (CCi). La ricerca è stata pubblicata su Sostenibilità della natura .
Le materie plastiche sono polimeri, il che significa che la loro struttura molecolare è costituita da un gran numero di unità simili legate insieme. Attualmente, la maggior parte delle materie plastiche sono prodotte utilizzando prodotti petrolchimici come materie prime, che è dannoso per il nostro ambiente sia da estrarre che da smaltire. In contrasto, cellulosa, che è il principale costituente delle pareti cellulari delle piante, è il polimero naturale più abbondante sulla terra, costituendo una fonte quasi inesauribile di materia prima. Modificando leggermente una porzione molto piccola della chimica della cellulosa introducendo un gruppo "cinnamoile", i ricercatori sono riusciti a realizzare un CCi specifico adatto alla formazione di un nuovo tipo di bioplastica con polimeri idroplastici (cioè morbidi e modellabili a contatto con l'acqua).
Ciò significa che può essere modellato utilizzando poco più dell'acqua a temperatura e pressione quotidiane. Questo metodo unico, noto come idroindurimento, ha permesso ai ricercatori di produrre una varietà di forme semplicemente immergendo la bioplastica in acqua e lasciandola asciugare all'aria. Le forme modellate hanno mantenuto la loro stabilità a lungo termine e potrebbero essere rimodellate più e più volte in una varietà di forme 2D e 3D. Sebbene la plastica non debba essere utilizzata per il contatto diretto con l'acqua, perché perderà la sua forma, può trattenere l'acqua e può essere utilizzata in condizioni di umidità. Le bioplastiche CCi hanno mostrato proprietà meccaniche di alta qualità rispetto alle plastiche attualmente ampiamente utilizzate.
Il processo di idroindurimento evita macchinari costosi e complessi e condizioni di lavorazione difficili. Credito:K Zhang
"La nostra ricerca fornisce un metodo fattibile per progettare altre idroplastiche ecocompatibili da risorse rinnovabili, " spiega il professor Kai Zhang dell'Università di Göttingen. "Questo dovrebbe aprire nuove strade di ricerca, stimolando un'ulteriore esplorazione di altre bioplastiche sostenibili con proprietà meccaniche superiori e nuove caratteristiche".
Le bioplastiche come questa potrebbero essere utili in molte situazioni diverse, come la biologia, elettronica e medicina. Credito:K Zhang
Il processo di idroindurimento evita macchinari costosi e complessi e condizioni di lavorazione difficili. Questo metodo ecologico semplifica notevolmente la produzione di materie plastiche, rendendo il loro trattamento e riciclaggio più economici e sostenibili. "Questa ricerca offre un enorme potenziale per l'applicazione di bioplastiche come questa in molte situazioni diverse, come la biologia, elettronica e medicina, " dice Zhang prima di aggiungere:"In particolare, gli effetti dannosi della plastica sull'ambiente, che è dannoso per tutte le forme di vita sulla terra, sarebbe ridotto al minimo riutilizzando le idroplastiche con le loro caratteristiche uniche".