Un nuovo tipo di plastica può essere utilizzato ripetutamente

I dipendenti del Lawrence Berkeley National Laboratory, che appartiene al Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, hanno creato un nuovo tipo di materiale polimerico. Questo materiale, come un set di costruzioni, può essere smontato e riassemblato, assumendo la forma, la densità e la tonalità di colore desiderate senza perdere qualità. Questo polimero è chiamato polidichetoenammina, o PDK in breve.

La maggior parte della plastica prodotta in tutto il mondo non è riciclabile. Gli esperti hanno utilizzato un nuovo metodo di produzione che consente il riciclo molecolare del prodotto.

La plastica più nota e attualmente più diffusa, il PET (polietilene tereftalato), è riciclabile solo al 25%. Il resto finisce negli inceneritori, nelle discariche o si deposita nel suolo e nelle acque.

Le materie plastiche sono solitamente composte da lunghe molecole a base di carbonio che si legano tra loro per formare polimeri. Grazie alla loro struttura, presentano stabilità chimica, ovvero non si corrodono. Per adattare il materiale a un utilizzo specifico, durante la produzione vengono aggiunti altri componenti chimici. Ad esempio, sono necessari additivi per rendere la plastica più morbida o, al contrario, più densa. Di conseguenza, tali additivi non possono più essere rimossi dalla composizione, nemmeno con processi di lavorazione specializzati.

Materiali con diverse componenti chimiche vengono mescolati, combinati e fusi durante il processo di riciclo. Le proprietà della plastica riciclata sono quasi impossibili da prevedere.

Il riciclaggio della plastica è un enorme problema a livello mondiale. Il problema dell'inquinamento dell'ecosistema è sempre più sentito e, con ogni probabilità, dovremo aspettarci che la situazione peggiori ulteriormente, con l'aumento della quantità di plastica non riciclata e prodotta.

Si scopre che i monomeri che compongono il PDK possono essere facilmente rimossi semplicemente immergendo il materiale in un liquido fortemente acido, che distrugge i legami tra i monomeri e i componenti aggiuntivi.

Gli scienziati hanno scoperto questa capacità del PDK applicando vari acidi ai contenitori di vetro utilizzati per preparare miscele adesive. Gli specialisti hanno notato che l'adesivo cambiava. Questo li ha costretti ad analizzare la plastica utilizzando la risonanza magnetica nucleare e la spettroscopia, che hanno rivelato l'originalità dei monomeri.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che l'ambiente acido scompone i polimeri PDK in monomeri, separandoli simultaneamente da altre molecole. I monomeri possono quindi essere riconvertiti in polimeri, che dopo il riciclo saranno completamente privi di altri componenti. Gli esperti suggeriscono che il nuovo tipo di plastica potrebbe diventare un promettente analogo di altri materiali non riciclabili.

Gli esperti hanno già pianificato lo sviluppo di plastiche PDK con un'ampia gamma di proprietà termomeccaniche per il successivo utilizzo nei settori tessile e della stampa 3D. Si prevede inoltre di produrre nuovi tipi di plastica da materiali vegetali ed ecocompatibili.

I dettagli del lavoro sono stati presentati sulle pagine di Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).