I ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell'Energia hanno utilizzato la chimica dei polimeri per trasformare una plastica comune in un adesivo riutilizzabile con una rara combinazione di resistenza e duttilità
(Rinnovabili.it) – I rifiuti plastici hanno da oggi un nuovo processo di upcycling su cui contare. È quello messo a punto dagli scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell’Energia statunitense, che hanno prodotto un adesivo super resistente impiegando scarti comuni. Nello studio, pubblicato su Science Advances, i ricercatori mostrano come hanno progettato e realizzato una nuova classe di adesivi in grado di sopportare carichi pesanti, tollerare stress e calore estremi, legarsi in modo reversibile a varie superfici tra cui vetro, alluminio e acciaio.
“Gli adesivi forti e resistenti sono difficili da progettare perché devono incorporare caratteristiche dure e morbide che non sono tipicamente compatibili”, spiega Tomonori Saito lo scienziato ORNL e principale autore della pubblicazione. Gli adesivi strutturali come la resina epossidica sono in gran parte progettati per la resistenza al carico ma mancano di tenacità, una proprietà che aiuta i materiali a dissipare lo stress quando vengono tirati o allungati per prevenire guasti improvvisi.
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“La sfida è stata quella di aggiungere la robustezza che si ottiene nei materiali flessibili senza sacrificare la resistenza. Il nostro approccio utilizza legami chimici dinamici per sviluppare un nuovo adesivo con proprietà straordinarie che non si vedono nei materiali attuali”, ha affermato Saito.
Il progetto mirava a riciclare rifiuti plastici comuni, quali il polistirene-b-poli (etilene-co-butilene)-b-polistirene o SEBS. Il team ha modificato la struttura chimica del SEBS con una tecnica di progettazione dei materiali chiamata reticolazione dinamica. Questo approccio può creare un ponte tra strutture che normalmente non sono compatibili. Nel dettaglio, gli esteri boronici sono stati utilizzati per accoppiare il SEBS con nanoparticelle di silice, un materiale di riempimento utilizzato per rafforzare i polimeri. La combinazione produce un nuovo materiale composito in grado di offrire una forte adesione. Questi composti chimici unici possono creare legami stabili in grado di crearsi e rompersi ripetutamente. Una caratteristica insolita che li rende attraenti per la progettazione di materiali sostenibili.
L’adesivo è anche riciclabile e mantiene le sue prestazioni a temperature fino ai 204 °C. Gli scienziati immaginano che possa trovare impiego nel settore aerospaziale, automobilistico e delle costruzioni e ora stanno lavorando sia per commercializzarlo che per migliorare la tecnologia.
“Esistono chiari vantaggi per l’industria e l’ambiente nel risparmiare risorse e ridurre gli sprechi”, ha affermato Saito. “In base alla progettazione, questo adesivo consente di effettuare riparazioni o correggere errori costosi e può essere rielaborato per nuovi usi in applicazioni molto impegnative”.
