Ogni essere umano usa, in media, 30 kg di plastica all'anno. Dato che l'aspettativa di vita globale è attualmente di circa 70 anni, ogni persona scarterà circa due tonnellate di plastica nella sua vita. Moltiplicalo per il numero di persone sulla terra, che è in costante crescita, e il totale è sbalorditivo.

Alla luce di questo, Francesco Stellacci, professore ordinario e capo del Laboratorio di nanomateriali e interfacce supramolecolari presso la School of Engineering dell'EPFL, ha iniziato a pensare se esistesse un modo per risolvere il problema della plastica usata e riciclarla in modo più efficace. Stellacci ha stabilito una collaborazione con il Prof. Sebastian J. Maerkl nell'Istituto di Bioingegneria dell'EPFL e hanno deciso di co-consultare un dottorato di ricerca. alunno, Simone Giaveri, il team ha pubblicato le sue conclusioni, basata sulla ricerca scientifica, in Materiale avanzato .

Dopo aver esaminato le opzioni di riciclaggio della plastica esistenti disponibili, gli ingegneri hanno deciso di escogitare un approccio completamente nuovo. "Quando usiamo plastiche biodegradabili, il processo di degradazione lascia residui che devono essere stoccati o interrati. Più terra viene assegnata per questo significa meno terra disponibile per l'agricoltura, e ci sono conseguenze ambientali da tenere in considerazione poiché il prodotto di biodegradazione cambia necessariamente l'ecosistema della zona, " dice Stellacci. Quindi come possiamo trovare una soluzione completa al problema del riciclaggio della plastica? Parte della risposta potrebbe benissimo venire dalla natura stessa.

Una collana di perle

Le proteine ​​sono uno dei principali composti organici di cui è composto il nostro mondo. come il DNA, fanno parte della famiglia dei polimeri; le proteine ​​sono lunghe catene di molecole, o monomeri, noti come aminoacidi. "Una proteina è come un filo di perle, dove ogni perla è un amminoacido. Ogni perla ha un colore diverso, e la sequenza-colore determina la struttura della stringa e di conseguenza le sue proprietà. In natura, le catene proteiche si scompongono negli amminoacidi costituenti e le cellule ricompongono tali amminoacidi per formare nuove proteine, ovvero creano nuovi fili di perle con una sequenza di colori diversa" dice Giaveri.

Nel laboratorio, Giaveri inizialmente tentò di replicare questo ciclo naturale, al di fuori degli organismi viventi. "Abbiamo selezionato le proteine ​​e le abbiamo suddivise in amminoacidi. Abbiamo quindi inserito gli amminoacidi in un sistema biologico privo di cellule, che ha assemblato gli amminoacidi in nuove proteine ​​con strutture e applicazioni completamente diverse, " spiega. Ad esempio, Giaveri e Stellacci hanno trasformato con successo la seta in una proteina utilizzata nella tecnologia biomedica. "È importante che quando scomponi e assembla le proteine ​​in questo modo, la qualità delle proteine ​​prodotte è esattamente la stessa di quella di una proteina di nuova sintesi. Infatti, stai costruendo qualcosa di nuovo, "dice Stellacci.

La plastica è un polimero, pure

Quindi qual è la connessione tra l'assemblaggio delle proteine ​​e il riciclaggio della plastica? Poiché entrambi i composti sono polimeri, i meccanismi naturalmente presenti nelle proteine ​​potrebbero essere applicati anche alla plastica. Sebbene questa analogia possa sembrare promettente, Stellacci avverte che lo sviluppo di tali metodi non avverrà dall'oggi al domani. "Richiede una mentalità radicalmente diversa. I polimeri sono fili di perle, ma i polimeri sintetici sono fatti principalmente di perle tutte dello stesso colore e quando il colore è diverso la sequenza dei colori raramente conta. Per di più, non abbiamo un modo efficiente per assemblare polimeri sintetici da perle di colore diverso in un modo che controlli la loro sequenza". però, che questo nuovo approccio al riciclo della plastica sembra essere l'unico che aderisce veramente al postulato di un'economia circolare. "Nel futuro, la sostenibilità comporterà spingere l'upcycling all'estremo, mettendo insieme tanti oggetti diversi e riciclando l'impasto per produrre ogni giorno un nuovo materiale diverso. La natura lo fa già, " conclude.