Plastiche sostenibili ricavate da rifiuti agricoli

Fibre di poliammide naturali e tinte dopo l’estrusione. Credito: Lorenz Ma
Fibre di poliammide naturali e tinte dopo l’estrusione. Credito: Lorenz Manker/EPFL
Gli scienziati dell’EPFL hanno sviluppato un metodo sostenibile per produrre plastiche ad alte prestazioni dai rifiuti agricoli, riciclando questi ultimi.

Nel nostro mondo in rapida industrializzazione, la necessità di materiali sostenibili non è mai stata così urgente. Le materie plastiche sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana, ma pongono grandi sfide ambientali, soprattutto a causa della loro origine fossile e del loro problematico smaltimento.

Un recente studio del team di Jeremy Luterbacher dell’EPFL svela un approccio pionieristico alla produzione di plastiche ad alte prestazioni da risorse rinnovabili. Pubblicata sulla rivista Nature Sustainability, la ricerca presenta un nuovo metodo per creare poliammidi - una classe di plastiche rinomate per la loro resistenza e durata, le più note delle quali sono le calze di nylon - utilizzando un nucleo di zucchero derivato da rifiuti agricoli.

In questo caso otteniamo risultati simili, ma utilizziamo una struttura zuccherina ubiquitaria in natura e generalmente non tossica, per fornire rigidità e proprietà prestazionali.

Jeremy Luterbacher, EPFL


Questo metodo sfrutta una risorsa rinnovabile e realizza la trasformazione in modo efficiente e con un impatto minimo sull’ambiente.


"Le tipiche plastiche a base fossile hanno bisogno di gruppi aromatici per fornire rigidità e proprietà prestazionali come durezza, forza e resistenza alle alte temperature", spiega Jeremy Luterbacher. "Qui otteniamo risultati simili, ma utilizziamo una struttura zuccherina che è ubiquitaria in natura e generalmente non tossica, per fornire rigidità e proprietà prestazionali".

Lorenz Manker, autore principale dello studio, e i suoi colleghi hanno sviluppato un processo privo di catalizzatori per trasformare lo xilosio dimetilgliossilato - un carboidrato stabilizzato prodotto direttamente da biomasse come il legno o le pannocchie di mais - in poliammidi di alta qualità. Questo processo raggiunge un’impressionante resa atomica del 97%. In altre parole, quasi tutto il materiale di partenza viene utilizzato nel prodotto finale, riducendo notevolmente gli scarti.

Le poliammidi biobased hanno proprietà che possono competere con quelle delle loro controparti fossili, offrendo una promettente alternativa per una varietà di applicazioni. Inoltre, i materiali hanno dimostrato una grande resilienza in diversi cicli di riciclo meccanico, mantenendo la loro integrità e le loro prestazioni, un fattore essenziale nella gestione del ciclo di vita dei materiali sostenibili.

Le potenziali applicazioni di queste poliammidi innovative sono vaste e spaziano dai componenti per autoveicoli ai beni di consumo, tutti con un’impronta di carbonio significativamente ridotta. Secondo l’analisi tecno-economica e la valutazione del ciclo di vita del team, il prezzo di questi materiali potrebbe essere competitivo con le poliammidi tradizionali, compresi i nylon (ad esempio il nylon 66), con una riduzione del potenziale di riscaldamento globale fino al 75%.


Bloom Biorenewables , uno spin-off dell’EPFL, sta intensificando la produzione di questi materiali con l’obiettivo di immetterli sul mercato .

Altri collaboratori

  • Università di Scienze Applicate della Svizzera Occidentale
  • EPFL Materials Institute
  • EPFL Valais Wallis
  • Università di Manchester
  • Referenze

    Lorenz P. Manker, Maxime A. Hedou, Clement Broggi, Marie J. Jones, Kristoffer Kortsen, Kalaiyarasi Puvanenthiran, Yildiz Kupper, Holger Frauenrath, François Marechal, Veronique Michaud, Roger Marti, Michael P. Shaver, Jeremy S. Luterbacher. Poliammidi performanti costruite su un nucleo di carboidrati sostenibile. Nature Sustainability 13 marzo 2024. DOI: 10.1038/s41893’024 -01298-7

    Una custodia per iPhone stampata con poliammide resistente. Credito: Lorenz Manker/EPFL