Plastica bio-funzionalizzata con gli enzimi

I ricercatori del Fraunhofer IAP hanno sviluppato una tecnologia per ottenere manufatti bio-funzionalizzati efficace su film estrusi e parti stampate a iniezione

Gli scienziati del Fraunhofer hanno sviluppato un metodo per incorporare enzimi attivi nella plastica, conferendole diverse capacità, come la resistenza a muffe o di degradarsi per evitare di inquinare l’ambiente. Lo studio è stato condotto presso l’Institute for Applied Polymer Research (IAP), nell’ambito del progetto BioPol (“Biofunctionalization/Biologization of Polymer Materials”) avviato nel 2018 in collaborazione con BTU Cottbus-Senftenberg e finanziato dal Governo tedesco.

I ricercatori dello IAP sono riusciti a risolvere un complesso problema di ingegneria di processo: infatti, la produzione e la trasformazione di materie plastiche richiedono temperature elevate, intollerabili per gli enzimi che, una volta inclusi nella plastica perderebbero le loro funzioni specifiche. Per stabilizzarli, gli scienziati hanno utilizzato vettori inorganici – ad esempio particelle inorganiche altamente porose – in grado di favorirne la distribuzione e fornire una protezione termica.

Non è stato ancora individuato un vettore universale, poiché non esistono due enzimi uguali: ognuno richiede l’individuazione di uno specifico vettore e di un processo di incorporazione. I ricercatori dello IAP sono però riusciti a incorporare gli enzimi stabilizzati non solo sulla superficie del manufatto, ma anche in massa, estendendone la durata, poiché l’eventuale usura dello strato più esterno non ne inficia la funzionalità. «Per ottenere un risultato ottimale gli enzimi stabilizzati devono essere distribuiti il più rapidamente possibile nella plastica fusa, senza esporli a temperature o pressioni troppo elevate» affermano i ricercatori. Il processo è stato testato con successo sia su plastiche commodities, come il polietilene, sia su bioplastiche.

Inizialmente le ricerche presso lo IAP hanno interessato la proteasi, enzima capace di catalizzare la rottura del legame peptidico tra il gruppo amminico e il gruppo carbossilico delle proteine. Ciò conferisce alla plastica funzionalizzata un effetto autopulente. Il partner BTU Cottbus-Senftenberg si sta invece concentrando sugli enzimi che favoriscono la degradazione della plastica e degli additivi presenti nei compound.

Test sono stati condotti con successo sia su film estrusi, sia su campioni stampati a iniezione, riscontrando la persistenza dell’attività enzimatica anche dopo la trasformazione. Ed ora si è passati alla fase brevettuale.

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