Dipendiamo dalla plastica e, allo stesso tempo, sono anni che cerchiamo un sostituto. Che abbia la stessa funzione, ma che non generi le tonnellate di rifiuti e le microplastiche che produciamo oggi. Ci sono diverse alternative in corso e ora un gruppo di ricercatori ritiene di aver trovato una soluzione convincente: utilizzare i batteri come una sorta di fabbrica vivente che produca la plastica del futuro.
Servono alternative
Vista questa dipendenza dalla plastica e dato che il riciclaggio non è proprio il nostro forte, si è cercato di limitare l’uso della plastica attraverso diverse normative. Il grande problema di questo materiale è che, quando si degrada, non scompare completamente, ma si frammenta in particelle note come microplastiche.
Finiscono nei fiumi, nei mari, nel cibo e nel nostro corpo (sono state trovate persino nei testicoli umani o nel latte materno). E, nel processo, molte di queste plastiche rilasciano sostanze tossiche come ftalati o bisfenolo A (BPA), altamente dannose e correlate a problemi ormonali e persino al cancro. Alla ricerca di un’alternativa, i ricercatori della Rice University e dell’Università di Houston hanno iniziato a sperimentare per trovare un sostituto della plastica che soddisfacesse tre condizioni:
- Non inquinante.
- Che sia altrettanto resistente, o più resistente, della plastica.
- Che possa essere prodotto su larga scala.
Centrifugando i batteri
Con questo in mente, i ricercatori hanno preso in considerazione la cellulosa batterica. Si tratta di una sostanza prodotta naturalmente da alcuni batteri, molto simile alla cellulosa delle piante, ma più sottile. La scoperta non è questa, poiché la cellulosa batterica era già nota, ma non è stata sviluppata su larga scala a causa della sua struttura disorganizzata e della complessità del suo utilizzo.
Pertanto, la novità non è il materiale, ma il modo in cui sono riusciti a produrlo. Per ottenere questa cellulosa, hanno sviluppato un “bioreattore rotazionale”. Si tratta di una macchina in cui vengono introdotti questi batteri che producono cellulosa mentre vengono mantenuti in un liquido. Ciò che hanno fatto è stato limitare il loro movimento in modo che non si muovessero in modo casuale.
In sostanza, come se fosse una lavatrice, hanno inserito i batteri e li hanno fatti ruotare in una direzione specifica durante la produzione del materiale. In questo modo, le fibre che compongono la cellulosa, che prima erano disorganizzate, ora si allineano in modo ordinato. Naturalmente, nello studio, i ricercatori spiegano che questo è un elemento fondamentale, poiché, come per altri materiali (ad esempio l’acciaio o la fibra di carbonio), quando le fibre sono allineate il materiale finale acquisisce quelle proprietà che lo rendono unico.
Nell’immagine in alto, le fibre disordinate. In quella in basso, le fibre create mediante questo “bioreattore”.
Proprietà. Diverse e molto promettenti. Il team ha specificato che il nuovo materiale è:
- Biodegradabile.
- Resistente al punto da sostituire la plastica, ma anche alcuni metalli.
- Flessibile e trasparente.
Di quale resistenza stiamo parlando? Di una resistenza alla trazione fino a 436 MPa, che si avvicina a quella di materiali come il vetro o l’alluminio, ma con l’aggiunta della flessibilità e della trasparenza.
Può essere drogato
M.A.S.R Saadi è l’autore principale dello studio e una delle caratteristiche che ha evidenziato è che è possibile aggiungere additivi al materiale. “Il metodo consente di integrare facilmente diversi additivi su scala nanometrica direttamente nella cellulosa batterica, consentendo di personalizzare le proprietà del materiale per applicazioni specifiche.
Ad esempio, aggiungendo nanolamine di nitruro di boro, la resistenza è aumentata fino a 553 MPa, ma è stata anche migliorata la capacità del materiale di dissipare il calore, triplicando la sua efficienza termica rispetto ai campioni normali.
Promettente
“Immaginiamo che questi fogli di cellulosa batterica, resistenti, multifunzionali ed ecologici, diventeranno onnipresenti, sostituendo la plastica in diversi settori industriali”, commenta Muhammad Maksud Rahman, un altro dei ricercatori coinvolti. E, sebbene questa bioplastica sia ancora in fase di laboratorio, il suo potenziale industriale è evidente.
Questa multifunzionalità consentirebbe di applicare il materiale non solo agli imballaggi attualmente in plastica, ma anche ai tessuti tecnici grazie alla sua resistenza e alle sue proprietà, nonché ai dispositivi di dissipazione del calore, agli schermi flessibili, ai sensori o agli elementi strutturali leggeri che possono essere utilizzati nel settore dell’edilizia.
Ma, come abbiamo detto, si tratta di un prodotto che ha dimostrato il suo potenziale in laboratorio, ma c’è ancora molta strada da fare prima che arrivi sul mercato. Se mai ci arriverà, ovviamente.
