L'innovazione dell'Università di Copenhagen

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. PET E POLIESTERE Il PET è la plastica più utilizzata al mondo. La produzione di PET, una plastica a noi più familiare come bottiglie per bevande, ammonta a 70 milioni di tonnellate all'anno e cresce ogni anno. Un terzo della produzione globale di PET viene utilizzato per produrre poliestere e altri tessuti sintetici. Il riciclo 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. Yang Yang, Jiwoong Lee e Shriaya Sharma in laboratorio. In una svolta notevole, un gruppo di giovani chimici hanno 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, esistono pochissimi metodi pratici in grado di riciclare sia il cotone che la plastica: in genere si tratta di uno scenario aut-aut. Tuttavia, con la nostra tecnica appena scoperta, possiamo depolimerizzare il poliestere nei suoi monomeri e contemporaneamente recuperare 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 Copenhagen, che è l’autore principale dell’articolo di ricerca scientifica. Un abito in tessuto di poliestere tagliato in piccoli pezzi e metterli in un contenitore con sale di Hartshorn e solvente delicato. Sale di Hartshorn e 24 ore nel "forno" Il nuovo metodo non richiede attrezzature speciali: solo calore, un solvente non tossico e un comune ingrediente domestico. FUNZIONA ANCHE SUI RIFIUTIIl nuovo metodo di riciclaggio basato sul sale di Hartshorn (bicarbonato di ammonio) funziona solo sulla plastica PET, così come sui materiali misti PET e cotone.“Se gettiamo i rifiuti di plastica sporchi in un contenitore, otteniamo comunque cotone e plastica di buona qualità monomero fuori di esso. Potrebbe anche trattarsi di una bottiglia di plastica con ancora residui di succo al suo interno. Lo inseriamo e iniziamo la reazione. Funziona ancora”, dice Shriaya Sharma. “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 successivamente il sale di Hartshorn, che molte persone conoscono come agente lievitante nei prodotti da forno. Quindi riscaldiamo il tutto fino a 160 gradi Celsius e lo lasciamo per 24 ore. Il risultato è un liquido in cui le fibre di plastica e di cotone si depositano in strati distinti. È un processo semplice ed economico", spiega Shriaya Sharma, dottoranda del gruppo Jiwoong Lee presso il Dipartimento di Chimica e coautore dello studio. Nel 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. Grazie alla 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 abbattere, tra le altre cose, il nylon senza lasciare tracce. 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, siamo rimasti 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. Fibre di cotone intatte dopo il processo. Sebbene finora il metodo sia 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.“Speriamo di commercializzare questa tecnologia che nasconde un potenziale così grande. Mantenere queste conoscenze dietro le mura dell’università sarebbe uno spreco enorme”, conclude Yang Yang.