Roma – In uno studio pubblicato su ACS Nano, la Dott. ssa Angelica Niazov-Elkan, il Dott. Haim Weissman e il Prof. Boris Rybtchinski del Dipartimento di Chimica molecolare e scienza dei materiali del Weizmann Institute of Science hanno creato una nuova plastica composita che si degrada facilmente utilizzando i batteri. Questo nuovo materiale, prodotto combinando un polimero biodegradabile con cristalli di una sostanza biologica, ha tre vantaggi principali: è economico, facile da preparare e molto resistente. Hanno partecipato allo studio anche il defunto Dott. Eyal Shimoni, il Dott. XiaoMeng Sui, il Dott. Yishay Feldman e il Prof. H. Daniel Wagner.
Attualmente, molti settori stanno adottando con entusiasmo le plastiche composite, che sono realizzate combinando due o più materiali puri e possiedono varie proprietà benefiche come leggerezza e resistenza. Queste plastiche ora servono per produrre parti chiave di un’ampia varietà di prodotti industriali, dagli aeroplani e dalle automobili alle biciclette.
Cercando di creare una plastica composita che soddisfacesse le esigenze dell’industria e che fosse anche rispettosa dell’ambiente, i ricercatori Weizmann hanno deciso di concentrarsi su materiali di origine comuni ed economici le cui proprietà potevano essere migliorate. Hanno scoperto che le molecole di tirosina, un amminoacido prevalente che forma nanocristalli eccezionalmente forti, potevano essere utilizzate come componente efficace in una plastica composita biodegradabile. Dopo aver esaminato come la tirosina si combina con diversi tipi di polimeri, hanno scelto l’idrossietilcellulosa, un derivato della cellulosa, che è ampiamente utilizzato nella produzione di medicinali e cosmetici.
Di per sé, l’idrossietilcellulosa è un materiale debole che si disintegra facilmente. Per combinarla con la tirosina, i due materiali sono stati mescolati insieme in acqua bollente. Quando si sono raffreddati e asciugati, si è formata una plastica composita eccezionalmente resistente, fatta di nanocristalli di tirosina simili a fibre che sono cresciuti nell’idrossietilcellulosa e si sono integrati con essa. In un esperimento che ha rivelato la resistenza della nuova plastica, una striscia di materiale spessa 0,04 millimetri ha resistito a un carico di 6 chilogrammi. Inoltre, il team ha scoperto che il nuovo materiale aveva diverse altre caratteristiche uniche, rendendolo ancora più utile per l’industria. Di solito, quando un materiale viene rinforzato, perde plasticità. Questa nuova plastica composita, tuttavia, oltre a essere molto resistente, è anche più duttile (malleabile) del suo componente principale, l’idrossietilcellulosa. In altre parole, la combinazione dei due materiali ha creato una sinergia che si manifesta nell’emergere di proprietà straordinarie e, di conseguenza, ha un enorme potenziale industriale.
Poiché sia la cellulosa che la tirosina, i cui cristalli si possono trovare in vari tipi di formaggio duro, sono commestibili, la plastica composita biodegradabile può essere effettivamente mangiata. È anche gustosa? Bisognerà aspettare per scoprirlo: poiché il processo di produzione in laboratorio non è sufficientemente igienico per i prodotti alimentari, i ricercatori devono ancora assaggiarla.
Rybtchinski riassume: “Lo studio di follow-up che abbiamo già avviato potrebbe far progredire il potenziale commerciale di questo nuovo materiale, poiché abbiamo sostituito l’ebollizione in acqua con la fusione, come è più comune nell’industria. Ciò significa che riscaldiamo i polimeri biodegradabili finché non diventano liquidi e poi mescoliamo la tirosina o altri materiali adatti. Se riusciremo a superare le sfide scientifiche e tecniche coinvolte in questo processo, saremo in grado di esplorare la possibilità di produrre questa nuova plastica composita su scala industriale”.(30Science.com)
