Dire addio alla plastica è una preoccupazione della società odierna evitare la contaminazione dei suoli e delle falde acquifere. E per prevenire il microplastiche raggiungere gli organismi viventi. Importanti modifiche legislative in questo senso sono già state adottate da istituzioni come l’UE. Tuttavia, non è sufficiente. A queste va affiancata la ricerca per trovare nuovi materiali che lo sostituiscano adeguatamente per i suoi vantaggi e senza i suoi inconvenienti.

Fortunatamente, ci sono già progressi rilevanti in questo senso. Uno scienziato spagnolo di Harvard è uno dei massimi esperti mondiali in chitosano. Questo è un materiale biodegradabile che apre uno scenario promettente nell’industria e nella medicina. Un'alternativa interessante per dire addio alla plastica.

En Cricwoo Siamo molto interessati alla tutela dell’ambiente. Comprendiamo quindi che il consapevolezza fin dall'infanzia e la ricerca scientifica sono due dei grandi pilastri su cui si fonda la tutela del pianeta.

Per questo motivo siamo consapevoli di tale constatazione materiali alternativi per l'addio alla vera plastica È una buona notizia per tutti.

Chitosano, il materiale che ci aiuterà a dire addio alla plastica

“Molti oggetti in plastica, come articoli usa e getta o imballaggi, vengono prodotti senza pensare alla loro vita utile. Se, ad esempio, faccio una bottiglia d'acqua, non posso inseguirvi per metterla nell'apposito contenitore." Sono le parole di Javier Fernández, dottore in Nanobiotecnologie dell'Università di Barcellona, ​​ricercatore ad Harvard e professore alla Università di tecnologia e design di Singapore. Questo scienziato con una carriera incentrata sulla riduzione del consumo di plastica ha la sua scommessa: il chitosano.

Javier Fernández ha ora tre pubblicazioni scientifiche sull' proprietà del chitosano. Questo materiale biodegradabile potrebbe mandare in pensione la plastica e aprire nuove strade di ricerca nel campo della medicina, dell’industria e della stampa 3D.

Prima ricerca sul chitosano per dire addio alla plastica

Per il tuo primo post, pubblicato in Materiale avanzato Nel 2012, il ricercatore si è letteralmente chiuso, come dice lui, nella biblioteca di zoologia di Harvard. Lo ha fatto per studiare attentamente il gusci di insetti e crostacei. Trovò così le basi per creare il strillare, una miscela a base di chitosano e fibroina.

Il chitosano è un materiale naturalmente presente in gusci di crostacei e insettiS. E la fibroina a proteine ​​della seta. Quindi sia materiali naturali che provenienti da insetti.

“La pelle di un insetto è composta da chitosano, proteine ​​e, nella parte più esterna, è presente uno strato impermeabile simile alla cera. Il chitosano e la fibroina si combinano per fornire allo scheletro rigidità nelle ali o elasticità nelle articolazioni», spiega lo scienziato.

Per illustrare queste proprietà, il ricercatore cita il caso di Rodnio Prolisso, un insetto comune nell'America centrale e meridionale. “È in grado di controllare la sua rigidità, come quando si gonfia per assorbire il sangue di altre specie”.

Pertanto, il ricercatore ha riprodotto questa stessa struttura degli insetti in natura per progettare a strillare chi possiede un resistenza che raddoppia quella della plastica —120 MPa— e, inoltre, è biodegradabile.

Difficoltà e sfide nella ricerca di chitosano a prezzi accessibili

"In seguito alla pubblicazione abbiamo ricevuto molte chiamate da aziende interessate a implementare il materiale", spiega lo scienziato.

Da un lato l’industria vuole dire addio alla plastica. Riduci la tua dipendenza da questo materiale. D’altro canto, le aziende mediche sono interessate ad applicazioni che vanno dalla cura dell’ernia, alla sutura riassorbibile, alla colla chirurgica o alla pelle artificiale. Tuttavia, c’era un problema con la seta, che “rendeva il processo molto costoso per scopi industriali”, spiega lo scienziato.

Così ha lavorato la squadra di Javier Fernández ridurre i costi nel ramo industriale. E infine, ha trovato la formula esatta per creare un chitosano, senza seta, che ne riproduce perfettamente le caratteristiche naturali. Questo secondo post ha avuto luogo nel 2013, sempre sulla rivista scientifica Materiali funzionali avanzati.

Il ricercatore insiste sul fatto che non stanno creando nuovo materiale. “Noi impieghiamo tecniche di microelettronica e nanotecnologie progettare la struttura e le straordinarie proprietà che possiede chitosano in natura per poterlo utilizzare per altre applicazioni”, spiega.

Un tesoro nella spazzatura

Uno dei principali vantaggi del materiale quando si dice addio alla plastica è che il chitosano è molto economico. "Tradizionalmente lo usiamo come rifiuto", afferma il ricercatore. “È il caso di teste e gusci di gamberetti raccolti dall’industria della pesca, la maggior parte dei quali finisce direttamente nella spazzatura. Inoltre, è molto facile da ottenere, poiché è il secondo materiale organico più abbondante sulla Terra dopo la cellulosa”.

Una volta in laboratorio, il chitosano arriva sotto forma di polvere o scaglie, simile a un cereale da colazione. Per scioglierlo vengono aggiunti acqua e acido acetico. I protoni dell'acido acetico reagiscono con il chitosano facendo sì che le molecole di quest'ultimo si separino e si ottenga una dissoluzione finale del 4% di chitosano in acqua.

“Ora, ciò che vogliamo è che il chitosano si riprenda struttura e proprietà naturali a partire da quella dissoluzione”, spiega lo scienziato. Pertanto, il processo richiede una seconda fase in cui la soluzione viene evaporata “in modo molto controllato”. “C'è un momento esatto in cui la soluzione diventa un cristallo liquido, che al tatto è molto simile alla plastilina, quindi scorre ma trattiene le molecole di cristallo”, spiega Javier Fernández. A seconda del grado di evaporazione, la miscela avrà proprietà più liquide o viscose.

Successivamente, l'a terza opera accademica pubblicato all'inizio del 2014 in poi Materiali e ingegneria macromolecolare, approfondisce le possibilità del chitosano come materiale per stampare grandi strutture in 3D e rendere scalabile la produzione. Tuttavia, oggi, questa tecnica richiede alle aziende di modificare il proprio processo di produzione, quindi si aspettano ulteriori sviluppi fino al completamento incorporare il chitosano decisamente.

All'ombra della plastica

Di fronte a tanti applicazioni del chitosano e vantaggi in termini di costi, perché il tuo studio non è esploso fino ad ora? Il ricercatore spagnolo ricorda che il chitosano fu scoperto nel XIX secolo e che, all'inizio del XX secolo, le sue proprietà furono studiate al punto che Azienda chimica DuPont preservare brevetti di quel tempo.

comunque, il introduzione della plastica, un prodotto che il ricercatore descrive come “il materiale del 70° secolo”, ha causato l’interruzione della ricerca sul chitosano e su altri materiali. Fu solo negli anni ’XNUMX del secolo scorso, in seguito all’interesse per i materiali sostenibili, che questo ramo della scienza fu recuperato.

Un futuro promettente

"Abbiamo recuperato un materiale dimenticato per cercare di utilizzarlo come fa la natura e nel rispetto dell'ambiente", afferma il ricercatore.

Un chiaro esempio è mostrato in questo video, in cui un seme piantato su una superficie di chitosano cresce e fiorisce in 20 giorni. "Il chitosano si degrada nell'ambiente e sappiamo, almeno, che non ostacola la crescita di altre specie", afferma Javier Fernández.

Lo scienziato afferma che “tra circa un paio d'anni” la produzione di chitosano potrà avvenire su larga scala. Ciononostante, aggiunge, "l'uso dei sacchetti di plastica è una cosa facilmente risolvibile dal punto di vista legislativo, dato che la società non avrebbe molti problemi ad utilizzarli". sacchetti di stoffa”. D’altra parte, l’uso della plastica su scala più ampia “richiede uno sviluppo tecnologico con nuovi materiali che non abbiano alcun impatto ambientale”.

D'ora in poi, e già installato a Singapore, Javier Fernández continuerà a perfezionare le applicazioni del chitosano. Assicura, in ogni caso, che continuerà i contatti con Harvard e il MIT. In questo senso, prima della sua partenza, ha chiuso una collaborazione con il dipartimento di Neri bue, professore al MIT Media Lab.

Noi di Crickwoo sosteniamo l'addio alla plastica, l'uso della biofertilizzanti e l'esplorazione scientifica con un passo in più per migliorare l'ambiente e raggiungere risultati terreni più sani.