Sviluppato un progetto per la plastica sostenibile
"I nostri risultati gettano le basi per lo sviluppo di nuovi materiali sostenibili che possono essere scomposti in modo controllato"
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Un team di ricerca internazionale guidato dall'Università di Bayreuth ha dimostrato per la prima volta quali sono i "mattoni" adatti a una precisa produzione di plastica con atomi di zolfo. Queste plastiche contenenti zolfo possono essere scomposte più facilmente delle plastiche convenzionali, aprendo potenzialmente la strada a nuovi metodi di riciclaggio. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Angewandte Chemie International Edition.
Gli atomi di zolfo migliorano la sostenibilità dei polimeri perché i legami tra carbonio e atomi di zolfo sono più facili da spezzare rispetto a quelli tra carbonio e altri atomi di carbonio o ossigeno. Ciò consente alle plastiche contenenti zolfo di degradarsi in condizioni relativamente blande. Tuttavia, le strategie per la sintesi di queste plastiche sono ancora poco sviluppate, il che ostacola la produzione su larga scala. Un primo passo verso la produzione di massa è stato ora compiuto: un team di ricerca internazionale, che comprende membri della Martin Luther University Halle-Wittenberg, della Texas A&M University e dell'Università di Bayreuth, ha sviluppato un metodo per testare e confrontare vari blocchi di costruzione contenenti zolfo per verificarne l'idoneità alla produzione di plastica.
"Con il nostro studio siamo riusciti a stabilire una regola predittiva che indica quali blocchi di costruzione a base di zolfo producono polimeri perfettamente strutturati e puliti, e quali no", afferma il Prof. Dr. Alex J. Plajer, professore junior di chimica macromolecolare all'Università di Bayreuth. Finora, gli elementi costitutivi e le condizioni di reazione utilizzate per produrre queste plastiche contenenti zolfo dovevano essere specificamente adattati e ottimizzati per ogni combinazione di componenti. "Non esisteva un progetto per produrre plastiche sostenibili con lo zolfo in condizioni standardizzate", spiega Plajer.
Utilizzando il loro nuovo metodo, i ricercatori hanno identificato il solfuro di carbonile come un elemento costitutivo a base di zolfo particolarmente adatto alla produzione di plastica. Il solfuro di carbonile reagisce in modo molto affidabile, formando catene polimeriche lunghe e uniformemente strutturate, e lo fa con un uso minimo di un catalizzatore per facilitare la reazione chimica. Inoltre, la reazione produce pochissimi sottoprodotti indesiderati.
"I nostri risultati gettano le basi per lo sviluppo di nuovi materiali sostenibili che possono essere scomposti in modo controllato", conclude Plajer.
Lo studio è stato finanziato dall'Associazione tedesca dell'industria chimica, dalla Fondazione Daimler e Benz, dalla Fondazione tedesca per la ricerca (progetto n. 542928411) e dalla Fondazione Robert A. Welch.
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Pubblicazione originale
Bhargav R. Manjunatha, Mani Sengoden, Merlin R. Stühler, Robert Langer, Donald J. Darensbourg, Alex J. Plajer; "Monomer‐Dependent Selectivity in Sulfur‐Containing Ring‐Opening Copolymerisation: Bimetallic Catalysis for Predictive Design of Degradable Polymers"; Angewandte Chemie International Edition, 2025-8-26
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