Dalle palle da bowling alle articolazioni dell'anca: i chimici sviluppano un'alternativa riciclabile alle plastiche durevoli
"Abbiamo passato 100 anni a cercare di creare polimeri che durassero per sempre, e ci siamo resi conto che in realtà non va bene"
Ricercatori della Cornell University hanno sviluppato un'alternativa riciclabile a una classe di plastiche durevoli utilizzate per articoli come pneumatici per auto, articolazioni sostitutive dell'anca e palle da bowling.
Conosciute come termoindurenti, queste plastiche sono caratterizzate da una "struttura polimerica reticolata" che ne garantisce la longevità, ma ha anche fatto sì che questi materiali a base petrolchimica - che costituiscono il 15-20% di tutti i polimeri prodotti - non possano essere riciclati.
"Attualmente, lo zero per cento dei materiali termoindurenti in tutto il mondo viene riciclato: vengono inceneriti o inviati in discarica", spiega Brett Fors, professore di chimica e biologia chimica alla Cornell University.
Il laboratorio di Fors ha affrontato questa sfida ambientale sviluppando un'alternativa fatta di un materiale bio-derivato che ha la durata e la modellabilità dei termoindurenti reticolati, ma può essere facilmente riciclato e degradato.
"L'intero processo, dalla produzione al riutilizzo, è più rispettoso dell'ambiente rispetto ai materiali attuali", spiega Reagan Dreiling, dottorando del Dipartimento di Chimica e primo autore dell'articolo pubblicato su Nature.
Il gruppo di Fors sta studiando il diidrofurano (DHF), un monomero - o blocco chimico - che può essere prodotto da materiali biologici e che ha il potenziale per competere con le materie prime a base di petrolio.
Dreiling ha utilizzato il DHF, un monomero circolare con un doppio legame, come elemento costitutivo per due polimerizzazioni successive, la seconda delle quali dà luogo a un polimero reticolato che può essere riciclato mediante riscaldamento e si degrada naturalmente nell'ambiente.
I termoindurenti DHF hanno proprietà simili a quelle dei termoindurenti disponibili in commercio, tra cui il poliuretano ad alta densità (utilizzato ad esempio negli strumenti elettronici, negli imballaggi e nelle calzature) e la gomma etilene-propilene (utilizzata nei tubi da giardino e nelle guarnizioni delle automobili).
A differenza degli attuali termoindurenti petrolchimici, i materiali a base di DHF offrono un'economia circolare, afferma Fors. Poiché il materiale è chimicamente riciclabile, può essere riconvertito nel suo elemento di base, il monomero, e riutilizzato da zero. E se inevitabilmente una parte del materiale fuoriesce nell'ambiente, col tempo si degrada in componenti innocui.
I ricercatori stanno lavorando ad applicazioni che rendano il materiale a base di DHF utilizzabile per la stampa 3D. Stanno anche sperimentando il miglioramento delle proprietà con monomeri aggiuntivi.
"Abbiamo passato 100 anni a cercare di creare polimeri che durassero per sempre, e abbiamo capito che in realtà non va bene", ha detto Fors. "Ora stiamo creando polimeri che non durano per sempre, ma che possono degradarsi nell'ambiente".
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