Quanto siamo vicini a reinventare la plastica? | Seeker

La nostra dipendenza dalla plastica è così estrema che la microplastica non solo galleggia nell’oceano, ma anche nell’atmosfera, nel cibo e nel corpo. Quanto siamo vicini a reinventare la plastica?

LA PLASTICA E’ OVUNQUE. DALLA TELECAMERA CHE MI STA REGISTRANDO IN QUESTO MOMENTO, AL DISPOSITIVO SU CUI STATE GUARDANDO QUESTO, AI VESTITI CHE INDOSSIAMO….. IL GALLONE DI LATTE DA CUI AVETE BEVUTO DIRETTAMENTE QUESTA MATTINA, E IL FRIGORIFERO IN CUI L’AVETE RIMESSO….. CHE È DISGUSTOSO, TRA L’ALTRO. MA QUESTO PERCHÉ È UN’INVENZIONE PIUTTOSTO IMPRESSIONANTE. LA PLASTICA È FLESSIBILE, DUREVOLE, MODELLABILE, ED È ECONOMICA.

MA PER TUTTI I SUPERPOTERI CHE ABBIA LA PLASTICA, ESSA HA UN EVIDENTE LATO OSCURO. HA UNA MASSICCIA IMPRONTA DI CARBONIO, DISTRUGGE I NOSTRI ECOSISTEMI NATURALI ED È COSÌ PERVASIVA CHE SI MANIFESTA LETTERALMENTE NEL CIBO CHE MANGIAMO E NELL’ARIA CHE RESPIRIAMO. ALCUNI POTREBBERO SOSTENERE CHE ABBIAMO SOLO BISOGNO DI SMETTERE SUBITO DI UTILIZZARE LA PLASTICA. MA POICHÉ SIAMO COSÌ AVVOLTI IN ESSA, POTREBBE ESSERE PIÙ FACILE A DIRLO CHE A FARLO. MA COSA SUCCEDE SE POTESSIMO PASSARE A QUALCOSA DI MEGLIO? QUANTO SIAMO VICINI A REINVENTARE LA PLASTICA?

IL CICLO DI VITA DELLA MAGGIOR PARTE DELLE PLASTICHE INIZIA CON I PRODOTTI PETROLCHIMICI, CHE VENGONO UTILIZZATI PER FORMARE UN QUALCHE TIPO DI MATERIALE DI PARTENZA, COME QUESTI PELLET CHIAMATI…… NON TI PRENDO IN GIRO…. “PELLET”.

– Così si possono avere questi pellet di plastica che si fondono in qualcosa come gli imballaggi di plastica, per esempio, o forse vengono soffiati in una bottiglia d’acqua….. quella bottiglia potrebbe andare da qualche altra parte, dove un’etichetta viene applicata su di essa, andare da qualche altra parte, dove viene riempita.

– Le materie plastiche sono polimeri. “Poly” significa molti, e “mers” significa parti. Così, fondamentalmente, piccole molecole che sono incatenate insieme per fare una molecola veramente grande, o una macromolecola. Alcune di queste macromolecole possono essere modellate usando il calore e la pressione. Ed è questo che cosa sono le plastiche. Così si può iniziare con il gas etilene, si polimerizza in polietilene, che è una plastica. E si può usare in varie forme.

IL POLIETILENE È SOLO UNO DEGLI INNUMEREVOLI TIPI DI PLASTICA CON PROPRIETÀ DIVERSE, OGNUNA PERFETTAMENTE ADATTA ALLA LORO APPLICAZIONE, DALLA SIGILLATURA DI UNA CASA, AL RIVESTIMENTO DI UN’AUTO CHE SPEDISCE UN PRODOTTO, AVVOLGENDO I PRODOTTI, MANTENENDO LA VOSTRA SODA CARBONATA O I VOSTRI INDUMENTI CHE NON SI SBRICIOLANO IN MILIONI DI PEZZI QUANDO SUDATE.

– L’imballaggio è il più grande consumatore di polimeri, o plastica. Stiamo interagendo con loro ogni giorno.

E QUESTA È UNA DELLE MAGGIORI SFIDE PER REINVENTARE LA PLASTICA. È TROVARE UN SOSTITUTO CHE POSSA FARE TUTTE QUESTE COSE. UN MATERIALE MIRACOLOSO CHE POSSIEDE TUTTE LE INCREDIBILI PROPRIETÀ DELLA PLASTICA, MA È ANCORA SOSTENIBILE DA PRODURRE, UTILIZZARE E SMALTIRE, IL CHE SIGNIFICA CHE È SIA BIO-BASED CHE BIODEGRADABILE.

– Bio-based significa: da dove viene il carbonio nel materiale? È rapidamente rinnovabile? Quindi, se si tratta di carbonio a base biologica rapidamente rinnovabile, proviene dalle piante? Proviene da rifiuti bio-gas? Biodegradabile è ciò che succede a un materiale a fine vita. Può essere soggetto ad attacchi enzimatici da parte di microrganismi, batteri, funghi? Possono abbatterlo e convertirlo in qualcos’altro?

– Il PLA è acido polilattico. E’ una delle plastiche bio-derivate, biodegradabile e compostabile.

AL MOMENTO, IL PLA È IL “BIOPOLIMERO” PIÙ DIFFUSO SUL MERCATO. E POTRESTE GIÀ CONOSCERLO… NEL BENE O NEL MALE.

– La gente dice sempre: “Oh, so di cosa stai parlando! L’ho usato ieri nella mia cannuccia nel mio caffè e si è trasformato in una pasta bagnata”. Ma una delle altre sfide più grandi è che il PLA generalmente si rompe solo in ambienti compostabili industrialmente. Ha bisogno di alto calore e alta pressione.

IL COMPOSTAGGIO INDUSTRIALE È UNA SFIDA PER LO STESSO MOTIVO PER CUI LO È IL RICICLAGGIO: È COSTOSO, MA NON REDDITIZIO DA SUBITO; RICHIEDE LA COSTRUZIONE DI INFRASTRUTTURE MASSICCE DA TERRA; E NON CATTURA NULLA CHE NON SI LIMITA AD ATTRAVERSARE LA SUA PORTA. QUINDI, SE GETTATE UNA BOTTIGLIA DI SODA RICICLABILE NEL BIDONE SBAGLIATO O UNA TAZZA DI PLASTICA “COMPOSTABILE” NEL VOSTRO GIARDINO, LA PLASTICA SARA’ ANCORA LI’. NON SI ROMPERÀ. È PER QUESTO CHE MOLLY E IL SUO TEAM ALLA MANGO MATERIALS SONO FOCALIZZATI SU UN DIVERSO TIPO DI BIOPOLIMERO. UNO CHE SI DEGRADA NATURALMENTE, MA SOLO QUANDO LO SI VUOLE….. E, ATTENZIONE ALLA PAROLA: POLIDROSSIALCANOATI.

– I polidrossialcanoati sono una famiglia di biopoliesteri che si verificano naturalmente. È il modo in cui i batteri si sono evoluti nel corso di miliardi di anni per immagazzinare carbonio in caso di carestie. I PHAs sono stati identificati nei batteri oltre cento anni fa. La sfida è stata come commercializzarli.

IN GENERE, L’USO DI BATTERI PER PRODURRE PHAs NELLE LORO PARETI CELLULARI RICHIEDEVA UN’ALIMENTAZIONE COME LO ZUCCHERO O GLI OLI VEGETALI. MA POICHÉ SI TRATTA DI PRODOTTI AGRICOLI, IL PROCESSO PUÒ ESSERE DIFFICILE SU LARGA SCALA. MA, OLTRE UN DECENNIO FA, MOLLY E IL SUO TEAM DI RICERCA DI STANFORD HANNO INIZIATO A LANCIARE UN’ALTRA IDEA….. UN’IDEA CHE DA ALLORA È DIVENTATA RIVOLUZIONARIA.

– E se invece usassimo il metano? Ci sono metanotrofi naturali, o batteri che possono consumare metano, e potrebbero produrre PHA? Avrebbero senso se lo facessero perché si tratta di un antico meccanismo di stoccaggio del carbonio negli organismi. Direi che se c’è stato il momento di un Eureka, era quello, e ora ci sono stati continui successi che noi convalidiamo… si può usare il metano di scarto? Che tipo di proprietà si possono ottenere dalla composizione o dalla corretta formulazione del polimero? Come si fa a scalare?

E QUESTA È STATA LA SFIDA PRINCIPALE PER QUALSIASI TIPO DI MATERIALE DI NUOVA GENERAZIONE PER ESSERE IN GRADO DI COMPETERE CON I PRODOTTI IN PLASTICA A BASE DI PETROLIO.

– Se si va in un negozio da “un dollaro”, si vedono articoli che sono circa $ 1. Quindi il prodotto da solo deve essere inferiore a $ 1, insieme al pacchetto. Così il pacchetto deve essere relativamente molto, molto economico per avere successo sul mercato.

PER FAR SCENDERE I COSTI DI UN MATERIALE CONCORRENTE FINO A QUEL PUNTO, DOVREBBE ESSERE COSÌ FACILE DA PRODURRE CHE SAREBBE COME TIRARLO FUORI DALL’ARIA SOTTILE. E, SECONDO LA MANGO, L’ARIA SOTTILE È IL DELIZIOSO ODORE DI METANO, CHE SI DIFFONDE DALLE DISCARICHE E DAGLI IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE PROPRIO NEL NOSTRO CORTILE DI CASA.

– Siamo in grado di convogliare l’aria direttamente dall’infrastruttura esistente che hanno qui. Il serbatoio che vedete qui dietro di me si chiama digestore anaerobico. Ed è qui che ci sono organismi chiamati metanogeni che vivono lì e mangiano i rifiuti, e in realtà producono metano, da cui il nome “metanogeno”. Dietro di me, abbiamo il fermentatore, dove i batteri vivono, crescono e producono il biopolimero. In realtà accade in due fasi. Così, il primo, lo chiamiamo riproduzione, dove vogliamo che gli organismi raddoppino, e poi vogliamo che tutti quei milioni di organismi si trasformino, il che significa prendere quel carbonio e costruire il biopolimero, il polidrossialcanoatizzato, all’interno delle pareti cellulari. Una volta che sono grassi e felici, dobbiamo sostanzialmente estrarre il polimero dalle loro pareti cellulari attraverso la fase di raccolta. Rimuoviamo la massa cellulare, perché non abbiamo bisogno di quella parte – vogliamo davvero la polvere, che in realtà è al sesto passo, dove abbiamo rimosso l’acqua, e si è lasciata la polvere. Ma perché possa essere trasformata in vari prodotti, deve essere generalmente in forma di pellet, che è il settimo passo.

– Se vogliamo guardare a quale potrebbe essere il futuro utopico, nel mio libro, sarebbe la digestione anaerobica dei materiali, dei combustibili, dell’energia. Così, potremmo prendere questi locali, decentralizzati, strutture già esistenti – stanno già raccogliendo qualche forma di rifiuti. Possono digerire anaerobicamente fino al metano. Poi abbiamo a che fare con i nostri rifiuti in loco. E non solo, stiamo creando un’economia più resiliente, perché possiamo effettivamente utilizzare questo materiale, che è visto come un rifiuto, come materia prima per i materiali e i prodotti di uso quotidiano di cui abbiamo bisogno.

PER MOLLY E IL SUO TEAM, OGGI, QUESTI PRODOTTI SONO FIBRE PER TESSUTI, PICCOLI OGGETTI DI IMBALLAGGIO E PERSINO STRUMENTI STAMPATI IN 3D PER L’USO NELLO SPAZIO. MA COSTRUENDO LENTAMENTE LA DOMANDA E MIGLIORANDO IL LORO PROCESSO DI PRODUZIONE, CREDONO CHE PRESTO SARANNO IN GRADO DI LAVORARE CON QUALCOSA COME I SACCHETTI DI PLASTICA.

– Una delle cose sorprendenti dei PHAs è che possono essere personalizzati per un sacco di applicazioni diverse. In questo modo è possibile ottenere diverse proprietà, che si tratti di proprietà meccaniche, di lavorazione o anche di proprietà di biodegradabilità a fine vita. I PHAs possono anche biodegradarsi nel compost del vostro cortile, quindi compost domestico, o anche in ambienti dove non c’è ossigeno. Potrebbe dare ai produttori e ad altre persone della catena del valore e della fornitura la certezza che non sarà inquinante a tempo indeterminato per centinaia o migliaia di anni.

QUINDI, SE TUTTO QUELLO CHE DOBBIAMO FARE È GUIDARE ALCUNI MICROBI CHE SGRANANO IL METANO PER PRODURRE PHA IN SCALA UTILIZZANDO IMPIANTI DI SMALTIMENTO DEI RIFIUTI IN TUTTO IL MONDO, COSTRUIRE GRADUALMENTE LA CAPACITÀ NECESSARIA PER COMPETERE CON LA PLASTICA PETROLCHIMICA, E STARE A GUARDARE MENTRE LE NOSTRE DISCARICHE DIVENTANO MINIERE D’ORO, QUANTO SIAMO VICINI A REINVENTARE LA PLASTICA?

– Stiamo facendo un salto tecnologico in avanti. Perciò, la tecnologia della prossima generazione di plastica è già qui; ed è l’infrastruttura che dobbiamo sviluppare intorno ad essa. Che si tratti di bioplastiche, plastiche compostabili, o che si tratti di lavorazione una volta che l’infrastruttura è a posto, avremo la prossima generazione di plastiche che prenderà il sopravvento.

– Quindi, siamo molto vicini a sostituire il petrolio e le plastiche inquinanti. Questi materiali sono già qui. Se tutto andasse a posto, ci vorrebbero solo anni a una cifra per arrivarci. C’è un punto di forza tra tecnologia ed economia. L’imballaggio e la plastica giocano un ruolo molto importante per il successo della catena di fornitura. Le plastiche sostenibili cresceranno da qui in poi – non ci sono dubbi su questo. Così, una volta che i costi di produzione, le infrastrutture, si allineano, vedo un futuro molto luminoso per le bioplastiche là fuori.