Riprogettando la struttura sovra-molecolare, un team dell'Università di Akron ha creato una tazza in polilattato in grado di non deformarsi con alte temperature.
(Rinnovabili.it) – La produzione di bioplastica a partire dalla biomassa anziché dai combustibili fossili offre una serie di vantaggi ambientali. Purtroppo per molti dei prodotti finali le prestazioni tecniche non sono altrettanto buone. Resistenza, flessibilità e stabilità termica sono alcune delle prestazioni offerte dalle plastiche convenzionali e su cui la versione “bio” deve ancora lavorare.
Ad accorciare il gap, in almeno una delle aree chiave, è oggi il lavoro degli scienziati dell’Università di Akron, in Ohio. Qui un team di ingegneri chimici ha “riprogettato” il PLA o polilattato – un poliestere ottenuto normalmente a partire dal mais – per aumentare la sua resistenza termica. “La plastica è diventata una parte essenziale della nostra vita quotidiana, anche se la maggior parte non può essere riciclata e quindi si accumula nelle discariche”, afferma dottor Shi-Qing Wang dell’ateneo statunitense. “Alcune promettenti alternative biodegradabili e/o compostabili, come il PLA, in genere non sono abbastanza forti da sostituire i tradizionali polimeri a base di combustibili fossili come il PET perché risultano fragili”.
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Lo stesso PLA – il polimero biologico e compostabile più diffuso al mondo – offre una bassa tenacità e possiede una bassa temperatura di deformazione termica. “Si ammorbidisce e collassa strutturalmente intorno ai 60°C, rendendolo inutilizzabile in molte applicazioni di imballaggio di alimenti caldi e contenitori usa e getta”, aggiunge il dottor Ramani Narayan. Tuttavia, la ricerca di Wang e il suo team è riuscita a compire un importante passo avanti, creando una tazza in polilattato rigida e resistente. E capace di contenere senza problemi acqua bollente.
Per spiegare la scienza alla base del prototipo Wang utilizza l’analogia degli spaghetti cotti. Se il PLA fuso venisse ingrandito di un milione di volte, ogni polimero assomiglierebbe a uno spaghetto, lungo molti metri. “Affinché i materiali termoplastici (compreso il PLA) siano resistenti, è importante che la cristallizzazione non rimuova o interrompa l’intreccio dei “fili di spaghetti”. Modificando il modo in cui si formano i cristalli e limitandoli a dimensioni nanometriche, gli scienziati sono stati in grado di creare una struttura altamente intrecciata. Questa, se opportunamente manipolata, assicura che il PLA sia meccanicamente resistente senza cristallizzazione.
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Il risultato di questa tecnica è una bioplastica PLA dura, trasparente e resistente al calore. Il gruppo l’ha modellata in un prototipo di tazza e riempita con acqua bollente. Il bicchiere non non si è ristretto, rovinato né è divenuto opaco. I risultati dello studio su Macromolecules.
