Gli imballaggi alimentari in plastica rappresentano una percentuale significativa dei rifiuti di plastica nelle discariche. Di fronte alle crescenti preoccupazioni ambientali, i ricercatori sono alla ricerca di alternative bioderivate.
Ora, gli scienziati dell’Università cinese di Hong Kong (CUHK) hanno sviluppato un materiale commestibile, trasparente e biodegradabile con un notevole potenziale per l’applicazione negli imballaggi alimentari. Il suo lavoro è stato pubblicato in Giornale della scienza dell’alimentazione e dell’agricoltura.
Per saperne di più:
La forte dipendenza dai prodotti petrolchimici e l’intrinseca non biodegradabilità degli imballaggi in plastica significa che da tempo contribuiscono in modo significativo alla contaminazione ambientale.
Un team di CUHK ha rivolto la sua attenzione alla cellulosa batterica (BC), un composto organico derivato da alcuni tipi di batteri, che ha attirato l’attenzione come soluzione sostenibile, prontamente disponibile e non tossica all’uso diffuso della plastica.
Il professor To Ngai del dipartimento di chimica del CUHK e corrispondente autore dello studio ha spiegato che l’impressionante resistenza alla trazione e l’elevata versatilità del BC sono la chiave del suo potenziale.
- Sono state condotte ricerche approfondite su BC, compreso il suo utilizzo in imballaggi intelligenti, pellicole intelligenti e materiali funzionalizzati creati attraverso la miscelazione, il rivestimento e altre tecniche;
- Questi studi dimostrano il potenziale di BC come sostituto dei materiali di imballaggio in plastica monouso, rendendolo un punto di partenza logico per la ricerca;
- « A differenza della cellulosa che si trova nelle pareti cellulari delle piante, BC può essere prodotto dalla fermentazione microbica, che elimina la necessità di raccogliere alberi o raccolti »;
- Ngai ha osservato che, di conseguenza, « … questo metodo di produzione non contribuisce alla deforestazione o alla perdita di habitat, rendendo il BC un’alternativa materiale più sostenibile e rispettosa dell’ambiente alla cellulosa vegetale ».
Fino ad ora, l’ampia adozione del BC è stata limitata dalla sua sfavorevole sensibilità all’umidità dell’aria (igroscopicità), che influisce negativamente sulle sue proprietà fisiche.
Nell’articolo, i ricercatori hanno presentato un nuovo approccio per affrontare i limiti dei materiali basati su BC. Incorporando alcune proteine di soia nel telaio e rivestendolo con un composto resistente all’olio, hanno creato con successo un pacchetto composito a base di BC commestibile, trasparente e robusto.
Ngai ha osservato che questo approccio ha un’elevata fattibilità per lo scale-up: “Non richiede condizioni di reazione specifiche, come reazioni chimiche, ma piuttosto un metodo semplice e pratico con miscelazione e placcatura. Questo approccio offre una soluzione promettente alla sfida di sviluppare materiali di imballaggio ecocompatibili in grado di sostituire la plastica monouso su larga scala”.
Lo studio ha dimostrato che l’alternativa plastica può essere completamente degradata in uno o due mesi. A differenza di altre materie plastiche di origine biologica, come l’acido polilattico, il compost a base di BC non richiede specifiche condizioni di compostaggio industriale per degradarsi.
Ngai ha spiegato: « Il materiale sviluppato in questa ricerca è completamente commestibile, il che lo rende sicuro da consumare per le tartarughe e altri animali marini senza causare tossicità acquatica nell’oceano ».
I ricercatori CUHK stanno ora esplorando le direzioni per la ricerca futura. Sperano di aumentare la versatilità dei film BC modificati, rendendoli adatti a un’ampia gamma di applicazioni.
In particolare, si concentrano sullo sviluppo di colla termoindurente in grado di creare forti legami tra la cellulosa batterica, consentendole di essere facilmente modellata in varie forme una volta riscaldata.
“Una delle principali sfide con i film di cellulosa batterica è che non sono termoplastici, il che limita il loro potenziale utilizzo in determinate applicazioni. Affrontando questo problema, speriamo di rendere i film di cellulosa batterica più competitivi rispetto alle plastiche tradizionali, pur mantenendo la loro ecologia », ha spiegato Ngai.
Ngai spera che l’attuale studio aiuti a combattere l’uso eccessivo di plastica monouso, che può persistere per centinaia di anni dopo essere stata esposta sugli scaffali dei supermercati solo per pochi giorni.
“Questa ricerca serve a ricordare che le materie prime naturali possono già avere le caratteristiche necessarie per svolgere oltre le funzioni degli imballaggi in plastica”, ha concluso.
Con informazioni da Phys.org
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