Imita la seta di ragno per sostituire la plastica monouso

Una pellicola forte come la seta di ragno, uno dei materiali più robusti al mondo, sostituirà la plastica monouso, almeno in parte. Il nuovo materiale creato dai ricercatori dell’Università di Cambridge è paragonabile per robustezza a molte plastiche comuni. A differenza però di altri tipi di bioplastiche, è compostabile in casa. Ciò aiuterà ad evitare il peggioramento dell’inquinamento da plastica, che è il primo fattore inquinante dei mari.

Il nuovo prodotto è stato chiamato Xampla. E’ stato creato utilizzando un nuovo approccio per assemblare proteine ​​vegetali in materiali che imitano la seta a livello molecolare. Il metodo, che è ad alta efficienza energetica e utilizza materie prime sostenibili, genera una pellicola che può essere prodotta su scala industriale.

La ricerca sulle proteine

La ricerca, in realtà, ha preso il via cercando di analizzare i meccanismi dell’Alzheimer, e i ricercatori non avevano previsto cosa ne sarebbe scaturito. “Normalmente studiamo come le interazioni proteiche funzionali ci consentono di rimanere in salute e come le interazioni irregolari siano implicate nell’Alzheimer”. Lo ha affermato il professor Thomas Knowles, che ha guidato la ricerca. “È stata una sorpresa scoprire che la nostra ricerca potrebbe anche affrontare un grosso problema di sostenibilità: quello dell’inquinamento da plastica”.

Il co-autore della ricerca, il dottor Marc Rodriguez Garcia, ha cercato come replicare questo meccanismo in altre proteine. “Si sa molto poco sull’autoassemblaggio delle proteine ​​vegetali ed è entusiasmante sapere che colmando questa lacuna di conoscenze possiamo trovare alternative alla plastica monouso”. Questo il parere della dottoranda Ayaka Kamada che ha redatto un articolo sullo studio.

Inventata la seta di ragno vegana

Come parte della loro ricerca sulle proteine, Knowles e il suo gruppo si sono interessati al motivo per cui materiali come la seta di ragno sono così forti sebbene abbiano legami molecolari così deboli. “Abbiamo scoperto che una delle caratteristiche chiave che conferisce alla seta di ragno la sua forza è che i legami idrogeno sono disposti regolarmente nello spazio e ad una densità molto elevata”, ha affermato.

“Altri ricercatori hanno lavorato direttamente con materiali di seta come sostituti della plastica, ma sono ancora un prodotto animale”, ha affermato Rodriguez Garcia, ora capo della ricerca e sviluppo di Xampla. “In un certo senso, abbiamo inventato la ‘seta di ragno vegana‘: abbiamo creato lo stesso materiale senza il ragno”.

Qualsiasi sostituzione per la plastica richiede un altro polimero: i due che esistono in abbondanza in natura sono polisaccaridi e polipeptidi. La cellulosa e la nanocellulosa sono polisaccaridi e sono state utilizzate per una vasta gamma di applicazioni. In questo caso i ricercatori come proteina vegetale di prova hanno utilizzato l’isolato proteico di soia (SPI), un sottoprodotto della produzione di olio di soia.

La produzione comincia subito

Il materiale risultante non è solubile in acqua ed ha caratteristiche equivalenti a tecnopolimeri ad alte prestazioni come il polietilene a bassa densità. La sua forza sta nella disposizione regolare delle catene polipeptidiche, il che significa che non è necessaria la reticolazione chimica. Questa viene spesso utilizzata per migliorare le prestazioni e la resistenza dei film di biopolimeri ma gli agenti reticolanti più comunemente usati sono non sostenibili e possono essere tossici. Invece la tecnica sviluppata a Cambridge non richiede elementi tossici.

Xampla è stata brevettata da Cambridge Enterprise, il braccio commerciale dell’Università, che entro fine anno ne comincerà la produzione e commercializzazione. La prima gamma di prodotti comprende una serie di bustine e capsule monouso che possono sostituire la plastica utilizzata nei prodotti di uso quotidiano.

(© AAC Srl) autore R.G.