Probabilmente non è la prima cosa a cui pensi quando vedi sterco di elefante, ma questo materiale risulta essere un'ottima fonte di cellulosa per la fabbricazione della carta nei paesi dove gli alberi sono scarsi, relazione degli scienziati. E nelle regioni con molti animali da fattoria come le mucche, riciclare il letame in prodotti di carta potrebbe essere un metodo economico e rispettoso dell'ambiente per sbarazzarsi di questi rifiuti agricoli pervasivi.

I ricercatori presentano oggi i loro risultati al 255th National Meeting &Exposition dell'American Chemical Society (ACS).

L'idea del progetto è germogliata a Creta, dove Alexander Bismarck, dottorato di ricerca, notò capre che masticavano erba secca estiva nel piccolo villaggio dove era in vacanza. "Mi sono reso conto che ciò che viene fuori alla fine è materia vegetale parzialmente digerita, quindi ci deve essere cellulosa lì dentro, "ricorda.

"Gli animali mangiano biomassa di bassa qualità contenente cellulosa, masticarlo ed esporlo agli enzimi e all'acido nel loro stomaco, e poi produrre letame. A seconda dell'animale, fino al 40 percento di quel letame è cellulosa, che è poi facilmente accessibile, " dice Bismarck. Allora, sarebbe necessaria molta meno energia e meno trattamenti chimici per trasformare questo materiale parzialmente digerito in nanofibre di cellulosa, rispetto alla partenza con legno grezzo, ha ipotizzato.

Dopo aver lavorato con letame di capra, Bismarck, che è all'Università di Vienna, Austria, il suo postdoc Andreas Mautner, dottorato di ricerca, e gli studenti laureati Nurul Ain Kamal e Kathrin Weiland sono passati allo sterco di cavallo, mucche ed eventualmente elefanti. L'approvvigionamento di materia prima è notevole:i parchi africani che ospitano centinaia di elefanti producono ogni giorno tonnellate di sterco, ed enormi allevamenti di bestiame negli Stati Uniti e in Europa producono montagne di letame, secondo Mautner.

I ricercatori trattano il letame con una soluzione di idrossido di sodio. Questo rimuove parzialmente la lignina, che può essere utilizzata in seguito come fertilizzante o carburante, nonché altre impurità, comprese proteine ​​e cellule morte. Per rimuovere completamente la lignina e produrre pasta bianca per fare la carta, il materiale deve essere sbiancato con ipoclorito di sodio. La cellulosa purificata richiede poca o nessuna macinazione per scomporla in nanofibre in preparazione per l'uso in carta, in contrasto con i metodi convenzionali.

"Hai bisogno di molta energia per macinare il legno per produrre nanocellulosa, " dice Mautner. Ma con il letame come materiale di partenza, "puoi ridurre il numero di passaggi che devi eseguire, semplicemente perché l'animale ha già masticato la pianta e l'ha attaccata con acidi ed enzimi. Produci a buon mercato una nanocellulosa che ha le stesse proprietà o addirittura migliori della nanocellulosa dal legno, con un minor consumo di energia e prodotti chimici, " lui dice.

La nanocarta derivata dallo sterco potrebbe essere utilizzata in molte applicazioni, incluso come rinforzo per compositi polimerici o filtri in grado di pulire le acque reflue prima che vengano scaricate nell'ambiente, dice Bismarck. Il suo team sta lavorando con un consorzio industriale per esplorare ulteriormente queste possibilità. La nanocarta potrebbe essere utilizzata anche per scrivere su, lui dice.

I ricercatori stanno anche studiando se il processo può essere reso ancora più sostenibile, producendo prima biogas dal letame e poi estraendo fibre di cellulosa dal residuo. biogas, che è principalmente metano e anidride carbonica, può quindi essere utilizzato come combustibile per la generazione di elettricità o calore.