Credito:Wiley-VCH
Dai prodotti di massa economici ai materiali high-tech su misura, il nostro mondo moderno senza plastica è inimmaginabile. Il principale svantaggio di questo è l'uso di combustibili fossili e la crescente quantità di rifiuti. Un nuovo approccio potrebbe essere la produzione di plastica di alta qualità a base di biomassa che potrebbe essere trasformata in componenti riciclabili. Il "comando di distruzione" verrebbe impartito con una luce di una specifica lunghezza d'onda, come dimostrato dai ricercatori sulla rivista Angewandte Chemie .
La biomassa è una materia prima rinnovabile, spesso decisamente economica, che è sempre più interessante per la produzione di materie plastiche ad alte prestazioni. Tuttavia, anche le bioplastiche soffrono il problema di un riciclaggio insoddisfacente. Le materie plastiche devono rimanere stabili in modo affidabile durante l'uso, senza il rischio di un deterioramento prematuro. Idealmente, anche il riciclaggio dovrebbe essere upcycling anziché downcycling. Gli elementi costitutivi prodotti dovrebbero essere convertibili in un altro materiale di alta qualità. Idealmente, questi sarebbero monomeri che possono essere successivamente polimerizzati di nuovo per produrre materie plastiche ugualmente ad alte prestazioni.
Per affrontare questa sfida, un team interdisciplinare di ricercatori degli Stati Uniti:Jayaraman Sivaguru presso il Center for Photochemical Sciences, Bowling Green State University di Bowling Green, Ohio, e Mukund P. Sibi e Dean C. Webster presso la North Dakota State University di Fargo—hanno scelto materie plastiche a base biologica per le quali il degrado può essere innescato dall'irradiazione con la luce. Sono stati in grado di sviluppare polimeri reticolati che contengono blocchi costitutivi nella loro spina dorsale a base di vanillina. La vanillina può essere prodotta da materiale come la lignina, che è un sottoprodotto della produzione di cellulosa.
Il derivato della vanillina sviluppato dal team assorbe la luce a 300 nm ed entra in uno stato eccitato. Questo porta a una reazione chimica che innesca la degradazione del polimero. Poiché questa lunghezza d'onda non è contenuta nello spettro della luce solare che raggiunge la terra, si evita un degrado non pianificato. I ricercatori sono stati in grado di recuperare il 60% dei monomeri, che potrebbero essere nuovamente polimerizzati senza perdita di qualità.
I polimeri reticolati fotodegradabili, riciclabili e rinnovabili realizzati con risorse di biomassa rappresentano un approccio molto promettente per la produzione di plastiche più sostenibili. Il degrado provocato dalla luce è rispettoso dell'ambiente e offre il vantaggio del controllo spaziale e temporale. + Esplora ulteriormente
