Biopolimeri rafforzati con biofibre

Le plastiche sono composte da petrolio che si sta esaurendo in modo incredibile. Non sono biodegradabili e, sebbene siano ampiamente riciclabili, il riciclaggio non è sempre economico. Gli scienziati hanno migliorato notevolmente le funzionalità del promettente biopolimero PHB attraverso modifiche nel processo di fermentazione e il rafforzamento di nanofibre a base biologica.

Il lavoro del progetto BUGWORKERS (New tailor-made PHB-based nanocomposites for high performance applications produced from environmentally friendly production routes), finanziato dall’UE, ha portato a un bio-nanocomposito economico ed ecologico destinato a casalinghi, computer e dispositivi di telecomunicazione.

I ricercatori hanno sviluppato con successo un percorso verso una struttura a biopolimeri PHB personalizzata con funzionalità migliorate rispetto ai PHB disponibili a livello commerciale. Essi includono proprietà termiche e chimiche migliorate, una migliore compatibilità con le fibre di cellulosa, una maggior facilità di elaborazione e una resistenza superiore all’impatto.

Le miscele precedenti alimentate ai batteri svolgevano un ruolo importante. Sono state ottenute dalla paglia di frumento idrolizzata come rifiuto agricolo, economiche e non in concorrenza con la produzione alimentare. L’ottimizzazione della combinazione dei supporti culturali e degli alimenti precursori ha portato a un elevato raccolto di PHB migliorati.

I ricercatori hanno inoltre sviluppato processi economicamente attuabili per realizzare nanowhisker di cellulosa e nanofibre di lignina con nuove funzionalità dai rifiuti lignocellulosici del legno. Gli enzimi sono catalizzatori della natura e il team ha sfruttato processi enzimatici ecologici per separare i componenti della biomassa del legno e produrre nanofibre con ritardante antimicrobico e proprietà di auto-assemblaggio.

Mediante processi standard di estrusione e iniezione, il team ha prodotto con successo componenti complessi mediante PHB ed entrambi i tipi di fibre. I componenti hanno dimostrato notevoli miglioramenti nelle proprietà meccaniche. Sono stati prodotti i componenti di dimostrazione per quattro diversi casi studio industriali.

I prezzi crescenti del petrolio, oltre alla necessità di alternative sostenibili alla plastica convenzionale, potrebbero assicurare una più rapida commercializzazione dei bio-nanocompositi di BUGWORKERS. Questi prodotti ecologici e completamente biodegradabili realizzati con risorse non alimentari rinnovabili potrebbero trovare applicazioni ad ampio raggio tra cui i sistemi di imballaggio e biomedici. Ci si aspetta grandi vantaggi per i fabbricanti, i consumatori e l’ambiente.