Il sale e la “cottura al forno” di Hartshorn risolvono un problema serio

Università di Copenaghen - Facoltà di Scienze

immagine: Yang Yang, Jiwoong Lee e Shriaya Sharma in laboratorio.vedere di più

Credito: Bettina Illemann Larsen/Università di Copenaghen

Dai vestiti ai divani alle tende, il poliestere domina la nostra vita quotidiana, con l’incredibile cifra di 60 milioni di tonnellate di questo popolare tessuto prodotte ogni anno. Tuttavia, la produzione di poliestere ha un impatto negativo sul clima e sull’ambiente, poiché solo il 15% di esso viene riciclato, mentre il resto finisce in discarica o incenerito, essendo responsabile di maggiori emissioni di carbonio.

Il riciclaggio del poliestere rappresenta una sfida significativa, in particolare nel separare le fibre di plastica e di cotone di cui è composto il tessuto misto senza perderne nessuna durante il processo. I metodi di riciclaggio convenzionali spesso danno priorità alla conservazione del componente in plastica, con conseguente perdita di fibre di cotone. Inoltre, questi metodi sono costosi, complessi e generano rifiuti metallici a causa dell’uso di catalizzatori metallici, che possono essere citotossici e contaminare il processo.

Con una svolta straordinaria, un gruppo di giovani chimici ha svelato una soluzione sorprendentemente semplice a questo problema urgente, rivoluzionando potenzialmente la sostenibilità dell’industria tessile.

"L'industria tessile richiede urgentemente una soluzione migliore per gestire tessuti misti come poliestere/cotone. Attualmente, ci sono pochissimi metodi pratici in grado di riciclare sia cotone che plastica: in genere è uno scenario aut-aut. Tuttavia, con la nostra tecnica appena scoperta, possiamo depolimerizzare il poliestere nei suoi monomeri e contemporaneamente recuperare il cotone su una scala di centinaia di grammi, utilizzando un approccio incredibilmente semplice e rispettoso dell'ambiente. Questa metodologia catalitica senza tracce potrebbe essere la svolta," spiega il postdoc Yang Yang del gruppo Jiwoong Lee presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Copenaghen, che è l'autore principale dell'articolo di ricerca scientifica.

Il nuovo metodo non richiede attrezzature speciali: solo calore, un solvente non tossico e un comune ingrediente domestico.

"Ad esempio, possiamo prendere un vestito di poliestere, tagliarlo in piccoli pezzi e metterlo in un contenitore. Quindi aggiungere un po' di solvente delicato e poi il sale di Hartshorn, che molte persone conoscono come agente lievitante nei prodotti da forno. Poi riscaldiamo il tutto fino a 160 gradi Celsius e lo lasciamo riposare per 24 ore. Il risultato è un liquido in cui le fibre di plastica e cotone si depositano in strati distinti. È un processo semplice ed economico", spiega Shriaya Sharma, dottoranda studente del gruppo Jiwoong Lee presso il Dipartimento di Chimica e coautore dello studio.

Durante il processo il sale di Hartshorn, chiamato anche bicarbonato di ammonio, viene scomposto in ammoniaca, CO2 e acqua. La combinazione di ammoniaca e CO2 agisce da catalizzatore, innescando una reazione di depolimerizzazione selettiva che scompone il poliestere preservando le fibre di cotone. Sebbene l’ammoniaca sia tossica da sola, se combinata con la CO2 diventa ecologica e sicura da usare. A causa della natura delicata delle sostanze chimiche coinvolte, le fibre di cotone rimangono intatte e in condizioni eccellenti.

In precedenza, lo stesso gruppo di ricerca aveva dimostrato che la CO2 potrebbe fungere da catalizzatore per decomporre, tra le altre cose, il nylon senza lasciare traccia. Questa scoperta li ha ispirati a esplorare l'uso del sale di Hartshorn. Tuttavia, i ricercatori sono rimasti piacevolmente sorpresi quando la loro semplice ricetta ha prodotto risultati positivi.

"All'inizio eravamo entusiasti di vedere che funzionava così bene solo sulle bottiglie in PET. Poi, quando abbiamo scoperto che funzionava anche sul tessuto in poliestere, eravamo semplicemente estasiati. Era indescrivibile. Che fosse così semplice da eseguire era quasi troppo bello per essere vero", afferma Carlo Di Bernardo, dottorando e coautore dello studio.

Anche se finora il metodo è stato testato solo a livello di laboratorio, i ricercatori sottolineano la sua scalabilità e sono ora in contatto con le aziende per testare il metodo su scala industriale.