Un mese fa l’Unione Europea ha vietato i glitter. Questa azione fa parte di uno sforzo che mira a ridurre del 30% la presenza di microplastiche nel nostro ambiente. I rifiuti di plastica rappresentano un problema serio per i nostri ecosistemi e la spinta al riciclaggio della plastica, in generale, ha guadagnato notevole attenzione come potenziale soluzione.
"I processi circolari per la plastica rappresentano un modo per riciclare idealmente le materie prime chimiche più e più volte, contribuendo così notevolmente alla sostenibilità, evitando inutili accumuli di rifiuti di plastica e la possibile formazione di microplastiche nei nostri ecosistemi", spiega il Prof. Arjan W. Kleij, leader del gruppo presso l'Istituto di Ricerca Chimica della Catalogna (ICIQ-CERCA).
Tutte le plastiche sono costituite principalmente da polimeri, macromolecole assemblate dall'unione di tante piccole molecole chiamate monomeri. Come in un gioco di costruzione, il processo di riciclaggio della plastica ideale sarebbe la degradazione controllata di questi polimeri in prodotti più piccoli e la loro ripolimerizzazione in plastica funzionale.
I ricercatori dell’ICIQ descrivono ora un processo circolare per depolimerizzare e ripolimerizzare i policarbonati, un gruppo di plastiche spesso utilizzate in applicazioni mediche come strumenti chirurgici, nell’edilizia e nelle costruzioni come alternativa al vetro e nell’industria automobilistica per migliorare l’efficienza dei veicoli riducendone il peso.
Lo studio, condotto dai capigruppo Prof. Arjan W. Kleij e Prof. Carles Bo, in collaborazione con il Dr. Fernando Bravo, direttore del dipartimento di Trasferimento di Conoscenze e Tecnologie (KTT), si concentra sull'uso del TBD (triazabiciclodecene), un catalizzatore multi-task, per promuovere questo processo circolare per un policarbonato a base biologica.
"Il ciclo di generazione del policarbonato, la degradazione verso un monomero carbonatico ciclico e la ripolimerizzazione per rigenerare il policarbonato utilizzando lo stesso catalizzatore sia nella degradazione che nel riciclaggio possono contribuire a un'economia circolare più sostenibile, in cui sono coinvolte meno sostanze chimiche, " indica il dottor Fernando Bravo.
Il polimero a base biologica utilizzato in questo studio è formato da monomeri di limonene e anidride carbonica, con il primo composto estratto dalla buccia degli agrumi e disponibile in grandi quantità dall’industria alimentare. Il poli(limonene carbonato), abbreviato in PLC, ha una biodegradabilità estremamente bassa, ma la degradazione chimica, come l'approccio catalitico presentato in questa collaborazione, può accelerare il processo di degradazione, rendendolo un processo potenzialmente interessante per lo sfruttamento commerciale.
Quest'estate, ICIQ ha presentato un brevetto per l'uso del policarbonato di limonene per applicazioni adesive e di rivestimento come alternativa ai materiali a base di petrolio. Lo sviluppo di questo polimero è ora ulteriormente integrato dalla presente scoperta, che dimostra il potenziale del PLC come materiale circolare per generare plastica che può essere facilmente riciclata in condizioni pratiche.
Questo articolo, pubblicato in Angewandte Chemie International Edition , è una straordinaria collaborazione tra la ricerca sperimentale svolta nel gruppo del Prof. Kleij, il lavoro computazionale nel gruppo del Prof. Bo, e le attività di sviluppo dei polimeri nel dipartimento ICIQ KTT, guidato dal Dr. Bravo, che valorizza invenzioni di rilevanza industriale .
Il Prof. Bo aggiunge inoltre:"La collaborazione tra gruppi interdisciplinari è fondamentale per la ricerca, come sottolineato in questo articolo. Questa interazione tra esperimenti e teoria consente l'integrazione di conoscenze e approcci diversi, consentendo un approccio più completo e innovativo ai problemi. Attraverso la cooperazione , è possibile acquisire una comprensione più profonda delle sfide, portando allo sviluppo di soluzioni più efficaci."
Ulteriori informazioni: David H. Lamparelli et al, La guanidina biciclica ha promosso la depolimerizzazione e il riciclo meccanicamente divergenti di un policarbonato a base biologica, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202314659
Informazioni sul giornale: Edizione Internazionale Angewandte Chemie
Fornito dall'Istituto di ricerca chimica della Catalogna
