Gli scienziati migliorano la riciclabilità dei rifiuti di plastica

14 marzo 2023

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di Savannah Mitchem, Laboratorio nazionale Argonne

La plastica è un materiale incredibile con proprietà inestimabili per il funzionamento del nostro mondo moderno. Sono forti, flessibili, versatili, durevoli e poco costosi. In particolare, il polietilene ad alta densità (HDPE) è onnipresente nelle applicazioni monouso come imballaggi e contenitori. Potresti averlo visto etichettato con il numero due all'interno del simbolo triangolare del riciclaggio.

Ma il modo in cui produciamo l’HDPE e i nostri attuali metodi per riciclarlo rappresentano una minaccia per la nostra salute e quella del nostro pianeta. Molti prodotti in HDPE sono realizzati con combustibili fossili (petrolio greggio, gas naturale o carbone) e hanno un’enorme impronta di carbonio. E invece di essere riutilizzati o riciclati, la maggior parte dei rifiuti HDPE vengono inceneriti, gettati in discarica o lasciati nell’ambiente. Quando viene riciclato, la qualità del materiale si degrada.

Gli scienziati dell'Istituto per il riciclo cooperativo delle materie plastiche (iCOUP) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) hanno sviluppato un nuovo metodo per riciclare l'HDPE. Utilizzando un nuovo approccio catalitico, gli scienziati iCOUP dell'Argonne National Laboratory del DOE e della Cornell University hanno trasformato i rifiuti di plastica HDPE in un nuovo materiale che può essere riciclato ripetutamente senza perdita di qualità.

Un articolo che descrive il loro lavoro è stato pubblicato sul Journal of American Chemical Society.

"La plastica sarà con noi per sempre. Fornisce funzionalità che nessun altro materiale può fornire. Dobbiamo trovare modi per ridurre gli effetti dannosi dell'uso della plastica migliorando la riciclabilità", ha affermato Massimiliano Delferro di Argonne, uno scienziato coinvolto nello studio.

Il nuovo approccio del team converte l'HDPE usato in un materiale completamente riciclabile e potenzialmente biodegradabile con le stesse proprietà meccaniche e termiche della plastica monouso di partenza. Se adottati su larga scala, approcci come questo potrebbero eventualmente contribuire a ridurre le emissioni di carbonio e l’inquinamento associati all’HDPE.

"Stiamo utilizzando i rifiuti di plastica come fonte invece dei combustibili fossili", ha affermato Geoffrey Coates della Cornell University, un altro scienziato coinvolto nello studio. "Invece di trivellare il petrolio e inquinare l'ambiente, stiamo utilizzando materiale che altrimenti verrebbe incenerito o lasciato in una discarica."

Come altre materie plastiche, l'HDPE è costituito da lunghe catene di atomi chiamate catene polimeriche. Il nuovo approccio del team utilizza una serie di catalizzatori, o sostanze chimiche che accelerano le reazioni chimiche, per spezzare le catene polimeriche dell'HDPE in pezzi più corti che contengono gruppi reattivi di atomi alle estremità. Questi pezzi possono poi essere rimessi insieme, o ripolimerizzati, per formare nuovi prodotti di plastica. I gruppi terminali reattivi hanno l’ulteriore vantaggio di rendere la nuova plastica più facile da decomporre, sia in laboratorio che potenzialmente in natura.