Vetro acrilico riciclato in monomeri puri a 200 °C, in laboratorio

Il vetro acrilico, il polimero trasparente usato nei vetri delle finestre, nei fanali delle auto e nei mobili, si presta bene al riciclo, eppure gran parte finisce ancora tra i rifiuti. Al Politecnico federale di Zurigo (ETH), la scienziata dei materiali Athina Anastasaki e il suo team hanno ora descritto un metodo di laboratorio che lo riconverte nella sua materia prima con una resa fino al 98%, a una temperatura di poco superiore ai 200 °C.

Il passaggio chiave è la depolimerizzazione, ovvero la scomposizione delle lunghe catene del polimero nei loro monomeri, le piccole molecole che fungono da mattoncini. Il gruppo di Anastasaki aveva già dimostrato in precedenza che ciò era possibile in linea di principio, ma solo a condizioni specifiche: le catene del polimero dovevano essere alterate chimicamente per aggiungere punti deboli, oppure servivano grandi quantità di solventi, catalizzatori o luce UV. Un'altra via di riciclo chimico, la pirolisi, funziona sopra i 400 °C e spesso lascia nei monomeri recuperati impurità fino al 3%, che possono degradare la qualità della nuova plastica ottenuta da essi.

Il nuovo approccio si basa su un'unica sostanza della classe delle N-idrossiimmidi. Richard Whitfield, primo autore dello studio su Nature Chemistry ed ex ricercatore del gruppo di Anastasaki, descrive la ricerca che ha portato a questa scelta: il team ha testato sistematicamente i candidati finché non ha trovato questo. Una volta aggiunto, il reagente attacca le catene e la reazione procede senza ulteriori interventi. Anastasaki dice che il team è rimasto sorpreso dal fatto che bastasse un solo composto. Il lavoro è stato svolto con i professori di chimica dell'ETH Tae-Lim Choi e Gunnar Jeschke, il cui contributo lei ha definito essenziale.

Per le aziende, il cambiamento più concreto riguarda gli impianti. Anastasaki spiega che i metodi precedenti avrebbero costretto le imprese a modificare processi e impianti, un costo che lei giudica troppo alto per la maggior parte di esse. Il nuovo metodo, secondo i ricercatori, potrebbe funzionare sulle infrastrutture esistenti con processi standard. L'ETH ha depositato una domanda di brevetto e ora cerca licenziatari, e l'industria chimica ha mostrato interesse. Non è stata annunciata alcuna data per un'applicazione industriale: i prossimi passi sono l'ampliamento di scala e la mappatura dettagliata della reazione.

I limiti sono chiari. Il metodo funziona solo sul vetro acrilico, e altre plastiche richiedono approcci diversi. Anastasaki dice che il suo gruppo cercherà di applicare lo stesso principio al polistirene, una delle plastiche più usate al mondo, ma si tratta di un'intenzione, non di un risultato. Per ora, i dati provengono da esperimenti di laboratorio e dovranno essere riprodotti su scala maggiore prima che si possa valutare quali sarebbero costi e resa del processo in un impianto.