I ricercatori dell’Università cinese di Hong Kong hanno sviluppato un materiale di stampa 3D a base di polimeri che può essere sciolto quasi interamente su richiesta.
Composto da foglie di piante e rifiuti di plastica, il filamento “Planstic” del team presenta fibre ad alta entropia, progettate per attirare enzimi naturali che accelerano il suo tasso di degradazione una volta smaltiti. Dopo appena 8 settimane di decomposizione del suolo, gli scienziati affermano che il loro materiale si degrada completamente lasciando dietro di sé pochissime particelle di microplastica, rendendolo potenzialmente un’alternativa ecologica ai tradizionali PET.
“Il problema principale con la plastica biodegradabile è che gli articoli di plastica contrassegnati come ‘biodegradabile’ possono essere scomposti solo in pezzi più piccoli. Questo non è un miglioramento rispetto alla plastica tradizionale”, afferma il team nel documento. “Planstic risolve questo problema mediante la degradazione enzimatica, rendendo più efficiente la reazione di degradazione delle microplastiche, accelerando così la loro degradazione”.
“PLANSTIC PUÒ RIDURRE I COSTI DI GESTIONE DELL’INQUINAMENTO SECONDARIO E PUÒ ESSERE UTILIZZATO GENERALMENTE NELLA VITA QUOTIDIANA PER RISOLVERE IL PROBLEMA DEL DEGRADO DELLA PLASTICA IN TUTTO IL MONDO”.
Nonostante la loro intrinseca versatilità, economicità e resistenza alla corrosione, è ben documentato che la plastica può impiegare migliaia di anni per degradarsi. Ciò significa che una volta che i prodotti a base di polimeri vengono scartati, diventano un inquinante duraturo per l’ambiente, e questo è particolarmente problematico quando si scompongono nelle microplastiche tossiche che stanno entrando sempre più nella dieta umana.
Mentre i sacchetti di plastica degradabili stanno diventando la norma nei supermercati occidentali, gli scienziati con sede a Hong Kong sottolineano che questi causano ancora inquinamento secondario, attraverso le materie prime e l’elevata energia consumata nel processo di fabbricazione.
Allo stesso modo, sebbene gli imballaggi, le posate e i contenitori usa e getta per alimenti siano spesso contrassegnati come realizzati con plastica biodegradabile, in realtà possono essere scomposti solo in pezzi più piccoli. Di conseguenza, molti di questi prodotti polimerici contribuiscono ancora a un crescente problema della microplastica che, secondo recenti ricerche , porta ora l’americano medio a mangiare 39.000-52.000 particelle di polimero all’anno.
Per aiutare il mondo a liberarsi dalla dieta delle microplastiche, il team di Hong Kong ha formulato una plastica a basso costo infusa con piante, che sfrutta gli enzimi naturali per degradare le minuscole particelle di polimero in modo molto più efficiente. Soprannominato Planstic, il nuovo materiale dei ricercatori è stato creato tramite la combinazione di foglie di redbud e PET macinato, che sono stati mescolati, plastificati e resi stampabili in una “Chembox”.
Nel processo di creazione del loro materiale, gli scienziati hanno scoperto che è possibile integrare foglie del ciclo a crescita breve Cercis chinensis , che comprende naturalmente fibre lunghe che si prestano alla degradazione. Il team ha anche scoperto che il rinforzo di queste fibre alle intersezioni migliorava le proprietà del filamento risultante, mentre il dosaggio di ciascun ingrediente poteva essere ottimizzato per ridurre al minimo la perdita di energia.
Dopo aver finalizzato il loro materiale, scegliendo un mix di 80% di fibre e 20% di PET, i ricercatori lo hanno depositato utilizzando una stampante 3D Nanoscribe Photonic Professional GT2 , in una serie di microstrutture. Dopo che l’imaging SEM aveva dimostrato che poteva essere stampato in 3D in parti con caratteristiche fini fino a 160 nm, Planstic si è poi dimostrato più flessibile ma meno resistente dei normali sacchetti di plastica sotto stress test.
Per valutare la biodegradabilità del loro filamento, il team lo ha successivamente depositato nel terreno compostato, scoprendo che gli enzimi all’interno della sua base fogliare decompongono “sostanze difficili da degradare” come la cutina. È interessante notare che la superficie meno stabile del materiale ha anche migliorato i tassi di decomposizione, in quanto ha permesso ai microrganismi di entrare in contatto con esso e accelerare il processo, contribuendo a raggiungere “la degradazione plastica quasi totale”.
Dopo il successo delle prove iniziali, i ricercatori affermano che il loro materiale Planstic dimostra che “attirare i microbi” può “accelerare il degrado della plastica”. Andando avanti, il team suggerisce che tali metodi di riciclaggio a ciclo chiuso potrebbero persino sostituire i metodi di smaltimento in discarica o incenerimento, “riducendo la pressione energetica della nanotecnologia e [aiutando] a costruire una società rispettosa dell’ambiente”.
I risultati dei ricercatori sono dettagliati nel loro articolo intitolato ” Planstic: plastica biodegradabile con fibre ad alta entropia realizzate con rifiuti di plastica e foglie di piante “, che è stato co-autore di Ziao Wang, Yao Xu, Rulin Liu e Xi Zhu.
