Home »Bioplastica riciclata in fertilizzante
La plastica ha preso d'assalto il nostro mondo nell'ultimo secolo, trovando applicazioni praticamente in ogni aspetto della nostra vita. Tuttavia, l'aumento di questi polimeri sintetici, che costituiscono la base della plastica, ha contribuito a molti seri problemi ambientali. Il peggiore di questi è l'uso eccessivo di composti petrolchimici e lo smaltimento di materiali non biodegradabili senza riciclaggio; solo il 14% di tutti i rifiuti di plastica viene riciclato. La bioplastica convertita in fertilizzante potrebbe essere una soluzione a questo problema.
Per risolvere l'enigma della plastica, dobbiamo sviluppare sistemi "circolari", in cui i materiali di partenza utilizzati per produrre la plastica entrano in circolazione dopo lo smaltimento e il riciclaggio. Al Tokyo Institute of Technology, un team di scienziati guidati dall'assistente professore Daisuke Aoki e dal professor Hideyuki Otsuka stanno sperimentando un nuovo concetto. Nel loro nuovo processo ecologico, la plastica prodotta utilizzando la biomassa (bioplastica) viene riciclata chimicamente in fertilizzanti. Questo studio è stato pubblicato il 28 ottobre 2021 su Green Chemistry, una rivista della Royal Society of Chemistry che si concentra sulla ricerca innovativa sulle tecnologie sostenibili e verdi.
Il team si è concentrato sul carbonato di polisorbide, o "PIC", un tipo di policarbonato a base biologica che ha attirato molta attenzione come alternativa ai policarbonati a base di petrolio. PIC è prodotto utilizzando un materiale non tossico derivato dal glucosio chiamato isosorbide (ISB) come monomero. La parte interessante è che i legami carbonatici che uniscono le unità ISB possono essere tagliati usando l'ammoniaca (NH3) in un processo noto come "ammonolisi". Il processo produce urea, una molecola ricca di azoto ampiamente utilizzata come fertilizzante. Sebbene questa reazione non fosse un segreto per la scienza, pochi studi si sono concentrati sui potenziali usi di tutti i prodotti di degradazione invece dei soli monomeri.
In primo luogo, gli scienziati hanno studiato la capacità di condurre l'ammoniosi PIC completa in acqua in condizioni miti (30 ° C e pressione atmosferica). La logica alla base di questa decisione era quella di evitare l'uso di solventi organici e quantità eccessive di energia. Il team ha analizzato attentamente tutti i prodotti di reazione con vari mezzi. Tra questi ci sono: spettroscopia di risonanza magnetica nucleare, spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier e cromatografia a permeazione di gel.
Sebbene riuscissero a produrre urea in questo modo, la degradazione del PIC non era completa nemmeno dopo 24 ore, con molti derivati ISB ancora presenti. Pertanto, i ricercatori hanno cercato di aumentare la temperatura e hanno scoperto che la degradazione completa potrebbe essere raggiunta in circa sei ore a 90 ° C. Il dott. Aoki sottolinea i vantaggi di questo approccio: “La reazione avviene senza alcun catalizzatore, dimostrando che l'ammonolisi di Il PIC può essere facilmente eseguito utilizzando ammoniaca acquosa e riscaldamento. Pertanto, tale procedura risulta operativamente semplice e rispettosa dell'ambiente dal punto di vista del riciclo chimico”.
Infine, come prova che i prodotti di degradazione del PIC possono essere utilizzati direttamente come fertilizzante, il team ha condotto esperimenti di crescita delle piante con Arabidopsis thaliana. Hanno scoperto che le piante trattate con tutti i prodotti di degradazione del PIC crescevano meglio delle piante trattate con la sola urea.
I risultati complessivi di questo studio dimostrano la fattibilità dello sviluppo di sistemi di fertilizzazione dalla plastica. I sistemi possono non solo aiutare a combattere l'inquinamento e l'esaurimento delle risorse, ma anche aiutare a soddisfare la crescente domanda globale di cibo. Il Dr. Aoki conclude: “Siamo convinti che il nostro lavoro rappresenti una pietra miliare verso lo sviluppo di materiali polimerici sostenibili e riciclabili nel prossimo futuro. L'era del "pane di plastica" è dietro l'angolo! "
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