Formula e processo di stampa
Il gruppo guidato da Lei Hou e Peiyi Wu ha trasformato l’idrossipropil–cellulosa (HPC) – un derivato della cellulosa già ammesso per uso alimentare – in un materiale solido capace di essere estruso in additivo e modellato in film o stampi a iniezione. La ricetta unisce acqua, acido citrico e una frazione di polvere d’inchiostro di seppia: durante l’asciugatura a temperatura ambiente, le molecole di acido innalzano il numero di legami a idrogeno e irrigidiscono la matrice, mentre le nanoparticelle di eumelanina fungono da stabilizzanti della fase colesterica. Il risultato è una plastica con modulo a trazione comparabile ai poliammidi leggeri e densità attorno a 1,2 g/cm³, ottenuta senza solventi organici .
Colori senza pigmenti: il ruolo delle nanostrutture
L’HPC possiede un’auto-organizzazione elicoidale: variando lo spessore del passo (pitch) tra le eliche si selezionano lunghezze d’onda riflesse, generando blu, verdi, aranci e rossi senza molecole coloranti. L’aggiunta di citrato comprime la distanza tra i domini ordinati, mentre l’inchiostro di seppia assorbe la luce diffusa e intensifica la saturazione. A differenza dei pigmenti convenzionali, la tonalità non sbiadisce perché dipende dalla geometria interna: la plastica mantiene oltre il 90 % di brillantezza dopo 1 000 h in camera climatica .
Riciclo in acqua: circuito chiuso e zero microplastiche
Il materiale, una volta immerso in acqua, torna gommoso e può essere rilavorato con un ciclo dissoluzione-estrusione in meno di tre ore; le prove meccaniche mostrano variazioni di resistenza inferiori al 5 % dopo cinque ricicli. L’assenza di pigmenti evita rilascio di micro- e nano-particelle coloranti, aspetto chiave in vista delle restrizioni UE sui microplastic-seeds attese per il 2026. Il team ha dimostrato la produzione di imballaggi alimentari, tessere di puzzle commestibili e prototipi di filamenti per stampa FFF
Opportunità applicative
-
Packaging monouso compostabile: la combinazione di colore strutturale e idoneità alimentare elimina coating e laminazioni multistrato.
-
Giocattoli “edibili” per la prima infanzia: nessun rischio di ingestione di pigmenti tossici.
-
Etichette anticontraffazione: il pitch elicoidale può essere modulato in modo fine per generare pattern iridescenti difficili da replicare.
Ostacoli ancora da risolvere
La solubilità in acqua impone barriere specifiche per liquidi ad alta umidità; si stanno testando vernici a base di cera d’api biodegradabile per prolungare la shelf-life senza compromettere il riciclo. Inoltre, la scala industriale richiede essiccatori continui a bassa temperatura per non distruggere la struttura colesterica, soluzione che secondo i ricercatori può essere mutuata dalle linee di produzione della carta.
