I chimici dell'ETH Zurich trasformano le poliolefine di scarto in adesivi industriali
Un metodo di innesto chimico indotto dalla luce ricicla polietilene e polipropilene senza degradarne le catene polimeriche.
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I chimici dell'ETH Zurich hanno messo a punto un processo fotochimico in un unico passaggio che converte sacchetti e bottiglie di plastica dismessi in adesivi ad alta resistenza. Il metodo agisce sulle poliolefine, che rappresentano circa la metà dei 450 milioni di tonnellate di plastica prodotte ogni anno, aggirando il degrado qualitativo tipico del riciclo meccanico standard.
Attivare con la luce le catene carboniose inerti
Le poliolefine come il polietilene (PE) e il polipropilene (PP) sono costituite quasi interamente da atomi di carbonio e idrogeno. Questa struttura semplice è priva dei siti chimici reattivi necessari per una decomposizione chimica selettiva, il che di norma costringe i riciclatori a ricorrere alla pirolisi, un processo ad alta intensità energetica che cracca i polimeri ad alte temperature per ottenere materie prime petrolifere grezze. Come riportato da Interesting Engineering, il team di ricerca guidato da Tae-Lim Choi, professore di chimica dei polimeri all'ETH Zurich, ha ideato un'alternativa che preserva lo scheletro polimerico originale aggiungendovi catene laterali chimiche funzionali.
«Il nostro adesivo è un prodotto di prima generazione. In futuro saranno possibili plastiche con proprietà del tutto nuove.»
— Tae-Lim Choi, professore di chimica dei polimeri all'ETH Zurich
Una reazione in un unico passaggio senza catalizzatori costosi
Il processo chimico dissolve i rifiuti di plastica in un solvente clorurato prima di esporre la miscela a luce a lunghezza d'onda corta. Questa illuminazione genera radicali cloro reattivi che attivano specifici atomi di carbonio lungo la catena polimerica senza spezzare lo scheletro. Questi siti attivati fungono da ancore su cui i chimici possono innestare nuove catene polimeriche dotate di funzionalità su misura, tra cui gruppi acidi, basici o idrofili. La reazione non richiede né temperature operative elevate né costosi catalizzatori metallici, e i ricercatori regolano la densità di innesto modificando la clorurazione del solvente e la lunghezza d'onda della luce. Il materiale ottenuto lega legno, vetro e metalli con una resistenza sufficiente per componenti portanti nella produzione di veicoli.
Protezione brevettuale e test industriali
Riconoscendo il potenziale commerciale dell'invenzione chimica, l'università ha assicurato la copertura di proprietà intellettuale. L'ETH Zurich ha depositato una domanda di brevetto che copre la tecnica di innesto e ha candidato il deposito al suo Spark Award annuale, un'iniziativa che premia le invenzioni commerciali più promettenti dell'istituzione. Dalla pubblicazione del brevetto, avvenuta sei mesi fa, il gruppo di ricerca ha iniziato a testare le formulazioni con partner industriali esterni. Oltre agli adesivi, membri del team come lo scienziato senior Hongsik Kim osservano che il materiale innestato può fungere da legante strutturale per rinforzare plastiche riciclate di qualità inferiore, favorendo la sostenibilità dei materiali nei flussi produttivi secondari.
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