La rivoluzione della lignina che trasforma i rifiuti vegetali in vanillina e bioplastiche
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Lignina, tutti gli usi possibili del polimero naturale
La custodia di uno smartphone realizzata in plastica ecologica, creata dal recupero della lignina. Dalla Spagna arriva un interessante processo di economia circolare che promette di usare il secondo polimero naturale più abbondante sulla Terra dopo la cellulosa, per produrre nuova plastica bio. Grazie a una collaborazione internazionale guidata dall’Università di Alicante e dal Politecnico di Valencia, quello che un tempo era considerato un sottoprodotto difficile da smaltire potrebbe trasformarsi in una risorsa preziosa per i settori alimentare, cosmetico e dei materiali avanzati.
La sfida della lignina
Circa il 30% della biomassa vegetale terrestre è composto dalla lignina, ma nonostante la sua abbondanza, la sua struttura chimica intricata ha sempre reso estremamente difficile la sua scomposizione in componenti utili, producendo miscele eterogenee difficili da raffinare. Dai ricercatori spagnoli, che hanno pubblicato lo studio su Nature, un fotocatalizzatore innovativo a base di antrachinone.
Si tratta di un materiale economico e stabile, che viene attivato dalla luce ultravioletta, e consente di scomporre in modo selettivo i legami chimici più abbondanti all’interno della lignina e “trasformare la lignina in prodotti di alto valore“, ha spiegato il dottor Néstor Guijarro, responsabile dello studio, sottolineando come l’integrazione in un reattore a flusso renda il processo continuo, scalabile e pronto per l’industria.
Zero sprechi: dalla vanillina alla stampa 3D
Il primo importante risultato di questo complesso processo è la produzione di vanillina, si proprio la molecola regina degli aromi e dei dolci. Ma qual è il legame tra lignina e vanillina, la molecola dell’aroma di vaniglia? Allora, la lignina contiene al suo interno le unità chimiche fondamentali – monomeri aromatici – necessarie per produrre la vanillina; i ricercatori hanno sviluppato questo fotocatalizzatore capace di spezzare selettivamente quei legami, fino ad oggi indissolubili, ed estrarre il 94% di tutte le unità aromatiche disponibili nella materia prima.
Se questo è il primo passaggio, la vera svolta in ottica di economia circolare risiede nell’utilizzo totale della biomassa. Infatti, i frammenti di lignina residui non diventano rifiuti, ma sono convertiti in plastificanti biodegradabili di alta qualità. Questi additivi sono stati testati con successo sull’acido polilattico (PLA), uno dei biopolimeri più usati al mondo, utilizzabile per la stampa in 3D.
Risultati eccezionali
Le prove eseguite in laboratorio dal team di ricercatori spagnoli ha dimostrato che questi nuovi materiali offrono sia una maggiore flessibilità e resistenza rispetto alle bioplastiche tradizionali, che una perfetta integrazione nella stampa 3D e nella produzione additiva.
Infine, per dimostrare la fattibilità commerciale, i ricercatori hanno realizzato oggetti di consumo, come una custodia per cellulare biodegradabile, assimilabile alle proprietà delle plastiche derivate dal petrolio.
