Scienziati hanno creato plastiche riciclabili a base di zuccheri

I ricercatori dell’Università di Birmingham, nel Regno Unito, e del Duke University, negli Stati Uniti, hanno creato una nuova famiglia di polimeri da fonti sostenibili che conservano tutte le stesse qualità della comune plastica, ma sono anche degradabili e riciclabili meccanicamente.
Gli scienziati hanno utilizzato materie prime a base di zucchero anziché derivati petrolchimici per creare due nuovi polimeri, uno che è estensibile come la gomma e un altro che è resistente ma duttile, come la maggior parte delle plastiche commerciali.
I ricercatori hanno realizzato i nuovi polimeri usando isoidide e isomannide come elementi costitutivi. Entrambi questi composti sono costituiti da alcoli di zucchero e presentano un rigido anello di atomi. I ricercatori hanno scoperto che il polimero a base di isoidide ha mostrato una rigidità e una malleabilità simili alla plastica comune e una resistenza tecnica simile alla plastica di alta qualità come il Nylon-6. È stato evidenziato che nonostante isoidide e isomannide differissero solo per l’orientamento spaziale 3D di due legami, noto come stereochimica, il materiale a base di isomannide aveva resistenza e tenacità simili ma mostrava anche un’elevata elasticità, recuperando la sua forma dopo la deformazione: in particolare, i materiali hanno mantenuto le loro eccellenti proprietà meccaniche dopo la polverizzazione e il trattamento termico, che è il metodo abituale per il riciclaggio meccanico della plastica.
La modellazione computazionale all’avanguardia ha simulato il modo in cui le catene polimeriche si impacchettano e interagiscono per produrre proprietà polimeriche così diverse. Le forme 3D uniche dei derivati dello zucchero, facilitano i diversi movimenti e l’interazione delle lunghe catene, causando l’enorme differenza nelle proprietà fisiche che è stata osservata.
I ricercatori creando copolimeri che contengono sia unità isoidide sia isomannide, hanno scoperto che potrebbero controllare le proprietà meccaniche e i tassi di degradazione indipendentemente l’uno dall’altro, quindi, questo sistema apre le porte all’utilizzo delle forme uniche degli zuccheri per regolare, in modo indipendente, la degradabilità per un uso specifico senza alterare in modo significativo le proprietà del materiale.
La somiglianza chimica dei polimeri significa che, a differenza di molte materie plastiche di consumo attuali, possono essere miscelati insieme per produrre materiali con proprietà comparabili o migliorate.
Josh Worch, della School of Chemistry di Birmingham, coautore della ricerca, ha affermato:
«La capacità di miscelare questi polimeri insieme per creare materiali utili, offre un netto vantaggio nel riciclaggio, che spesso ha a che fare con materiali misti».
Connor Stubbs, anche lui della School of Chemistry di Birmingham, ha aggiunto:
«Le plastiche a base di benzina hanno avuto decenni di ricerca, quindi raggiungerle è una sfida enorme. Possiamo guardare alle strutture e alle forme uniche che la biologia ha da offrire per creare plastiche di gran lunga migliori con la stessa estensione di proprietà che le attuali plastiche commerciali possono offrire».
Matthew Becker del Duke University ha dichiarato:
«I nostri risultati dimostrano come la stereochimica può essere utilizzata come tema centrale per progettare materiali sostenibili con proprietà meccaniche davvero senza precedenti».
Andrew Dove, ha guidato il team di ricerca di Birmingham, ha osservato:
«Il nostro studio mostra davvero cosa è possibile fare con la plastica sostenibile, mentre dobbiamo fare più lavoro per ridurre i costi e studiare il potenziale impatto ambientale di questi materiali, a lungo termine è possibile che questo tipo di materiali possa sostituire la plastica di origine petrolchimica che non si degrada facilmente nell’ambiente».
È stata depositata una domanda di brevetto congiunta dall’Università di Birmingham Enterprise e dal Duke University. I ricercatori sono ora alla ricerca di partner industriali interessati a concedere in licenza la tecnologia.

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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