La plastica del futuro è vegetale e viene dalle piante

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10:00 am

21 maggio 2019

Dal 2021, secondo la nuova Direttiva Europea, tutta la plastica monouso scomparirà.

La legge prevede anche che il 90% delle bottiglie di plastica debba essere raccolto dagli Stati membri entro il 2029. Inoltre, le bottiglie di plastica dovranno contenere almeno il 25% di materiale riciclato entro il 2025 e il 30% entro il 2030. Le nuove norme regolano l’obbligo di etichette con informazioni sull’impatto ambientale di filtri di sigarette, salviette umidificate, tovaglioli sanitari e similari. Sicuramente, è necessario ampliare la ricerca in questo campo per sviluppare nuovi materiali più vicini all’ambiente.

 

Le bioplastiche dall’amido

Università, centri di ricerca, aziende e startup stanno lavorando allo sviluppo di soluzioni innovative per la produzione di bioplastiche ecosostenibili. Molti nuovi materiali sono realizzati a partire dall’amido, un polimero naturale costituito da catene complesse di molecole di glucosio. L’amido è un carboidrato – polisaccaride – presente in numerose piante: come mais, patate, grano e altre, largamente disponibile in natura. Bioplastiche vengono realizzate, per esempio con l’amido di mais: resistente e compostabile è ideale per uso alimentare. Il Mater-bi o il Biolice, per esempio, sono composti da farine di grano e mais, degradabile in dodici settimane.

 

La soluzione dalla canapa

Una pianta sempre più utilizzata per lo sviluppo di materiali sostenibili è la canapa. L’HempBioPlastic (HBP) ­– dall’inglese “hemp” cioè “canapa” – si desume essere non solo più efficiente rispetto ad altre bioplastiche, ma anche più leggero del 20% e più resistente del 30%. I filamenti in bioplastica da canapa sono ideali per la stampa 3D con la quale vengono realizzati gli oggetti più disparati come occhiali, vasi, giocattoli, ciotole e contenitori. Il PLA è uno dei primi biopolimeri prodotti commercialmente, è disponibile da diversi produttori, dotato di versatilità applicativa con prestazioni paragonabili a quelle dei polimeri petrolchimici. Ottenuta da biomassa di scarto e canapa è il Kanésis, una nuova bioplastica. Ci sono, anche, quelli ricavati da origine animale come dalla caseina del latte e/o di altre origini naturali, abbinando più sostanze compostabili.

 

Lo studio della University of Wisconsin-Madison

Gli scienziati della University of Wisconsin-Madison hanno sfruttato invece i batteri per assemblare nuovi materiali a partire da matrici vegetali. Usando un solvente di origine vegetale chiamato GVL (gamma-valerolattone), il professore di chimica e ingegneria biologica James Dumesic e il suo team hanno sviluppato un modo economico e ad alto rendimento per produrre acido furandicarbossilico o FDCA. Una delle 12 sostanze chimiche che il Dipartimento di Energia degli Stati Uniti definisce fondamentali per forgiare un’industria chimica “verde”. FDCA è un precursore necessario di una plastica rinnovabile denominata PEF (o polietilene furanoato) nonché di un certo numero di poliesteri e poliuretani. Come sostituto biologico del PET – la sua controparte di derivazione petrolifera ampiamente utilizzata – il PEF è ricco di potenzialità. PET ha attualmente una domanda di mercato di circa 1,5 miliardi di tonnellate all’anno, e multinazionali come Coca-Cola, Ford Motors, HJ Heinz, Nike e Procter & Gamble si sono impegnate a sviluppare un PET a base vegetale sostenibile al 100% per bottiglie, imballaggi, abbigliamento e calzature. Il potenziale del PEF di penetrare in un mercato considerevole, tuttavia, è stato ostacolato dal costo elevato della produzione di FDCA. È necessario usare molto solvente per ottenere una piccola quantità di FDCA: ciò presuppone ancora alti costi di separazione e sprechi indesiderati. Il nuovo processo degli studiosi inizia con il fruttosio, che viene convertito in un processo a due fasi in FDCA in un sistema solvente composto da una parte GVL e una parte di acqua. Il risultato finale è un FDCA ad alto rendimento che si separa facilmente dal solvente dopo il raffreddamento. L’utilizzo del solvente GVL risolve la maggior parte dei problemi della produzione di FDCA. Gli zuccheri e l’FDCA sono entrambi altamente solubili e in questo modo si ottengono alte rese e si può facilmente separare e riciclare il solvente.

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