Plastiche sostenibili dalle piante
Modello didattico interdisciplinare innovativo
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Come sottoprodotto dell'industria del legno e della carta, ogni anno si accumulano in tutto il mondo milioni di tonnellate di lignina, che svolge un'importante funzione di supporto nelle cellule delle piante legnose. Sebbene sia ampiamente disponibile, questa risorsa rinnovabile viene utilizzata solo raramente per produrre altri materiali. Ora, però, la nuova rete di ricerca e formazione Better BioBased Polymer (B3PO) - con l'Università di Tecnologia di Graz (TU Graz) nel ruolo di coordinatore - sta lavorando per sviluppare polimeri dalla lignina e da altri sottoprodotti vegetali, con l'obiettivo di sostituire le plastiche a base di petrolio. Finanziato nell'ambito del programma dell'UE Marie Skłodowska-Curie Doctoral Networks, B3PO sarà lanciato nel gennaio 2026. La Commissione europea fornisce un finanziamento di 4,3 milioni di euro per quattro anni.
Il progetto comprende 15 progetti di dottorato presso nove istituti di ricerca in tutta Europa. "Stiamo collaborando con partner industriali leader a livello mondiale e con aziende high-tech", spiega Robert Kourist dell'Istituto di Biotecnologie Molecolari della TU Graz, che dirige B3PO in qualità di coordinatore della rete. "Il nostro obiettivo è sviluppare congiuntamente processi di produzione per polimeri ad alte prestazioni che, oltre a essere di origine vegetale, siano anche riciclabili e biodegradabili".
Strategia di innovazione in tre fasi
I ricercatori della rete B3PO attueranno una strategia di innovazione in tre fasi per trasformare la biomassa legnosa in materie prime ad alte prestazioni per rivestimenti, adesivi, imballaggi e stampa 3D:
- Disassemblaggio sostenibile: I materiali residui della lavorazione del legno sono difficili da scomporre. Il loro utilizzo, quindi, richiede un pretrattamento intensivo, che produce sottoprodotti indesiderati. Nel B3PO, i ricercatori stanno sviluppando un processo più delicato, in un'unica fase, per estrarre dai rifiuti del legno materie prime specifiche a base di lignina.
- Bio-assemblaggio: Invece di utilizzare prodotti petrolchimici convenzionali con sostanze chimiche nocive, il B3PO utilizza metodi biotecnologici e processi assistiti da computer, come l'apprendimento automatico, per convertire le materie prime a base di lignina in blocchi di costruzione chimicamente utilizzabili.
- Riassemblaggio: Il team di ricerca utilizza questi blocchi chimici per produrre materiali a base biologica.
Il progetto mira a produrre materiali ecologici con proprietà significativamente migliori rispetto alle alternative convenzionali basate sul petrolio, al fine di ottenere una commercializzazione di successo.
Modello innovativo di formazione interdisciplinare
Per quanto riguarda la formazione dei primi ricercatori, il B3PO combina quattro discipline - biotecnologia, chimica, scienza dei polimeri e ingegneria dei materiali - per creare un modello educativo uniforme, con i laureati che ottengono un doppio dottorato, un titolo che possono poi utilizzare nei rispettivi Paesi. I dottorandi effettueranno soggiorni di ricerca a lungo termine con supervisione presso due università partner, acquisendo una visione dettagliata delle applicazioni industriali e dell'attuazione pratica delle innovazioni sviluppate in laboratorio, grazie alla collaborazione con le aziende partecipanti. L'obiettivo è quello di formare specialisti in grado di portare avanti la ricerca e lo sviluppo lungo l'intera catena del valore dei materiali biobased.
Oltre alla TU Graz, gli istituti che partecipano direttamente al B3PO sono l'Università di Risorse Naturali e Scienze della Vita di Vienna (BOKU), l'Università Humboldt di Berlino, la RWTH di Aquisgrana, l'Università di Aix-Marseille, l'Università di Aveiro, l'Università Complutense di Madrid, l'Università Leibniz di Hannover e l'Università di Zagabria, nonché la società HELIOS. I partner associati sono acib, AgroBiogel, Bumbuku, Enzymicals, Henkel, Novonesis, SpinChem, Sustainable Momentum, l'Università di Greifswald e l'Università di Maribor.
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