Materiali per la transizione ecologica

NANOSPUGNE DI CELLULOSA CARICATE CON PALLADIO PER LA CATALISI ETEROGENEA

GLORIA NICASTRO, Unità di Ricerca INSTM di Milano Politecnico

La transizione ecologica è un punto cardine dell’Agenda ONU 2030 per lo sviluppo sostenibile. L’obiettivo n°12 dell’Agenda suggerisce l’utilizzo di modelli sostenibili per la produzione e il consumo. In questo contesto si introduce la produzione di materiali derivanti da risorse rinnovabili volti al rispetto dei dodici principi della “green chemistry”. Le nanospugne di cellulosa in grado di sanificare le acque fanno parte, a tutti gli effetti, del gruppo dei materiali sostenibili per l’ambiente. Dall’impiego di tali spugne è nato un filone secondario per la catalisi eterogenea di diverse reazioni. La ricerca tratta l’utilizzo delle nanospugne come supporto per il palladio che opera da catalizzatore per reazioni di Suzuki-Miyaura ampiamente utilizzata nell’industria farmaceutica per la formazione di legami C-C. Il materiale è stato caratterizzato con tecniche di microscopia e spettroscopia per valutare la sua struttura e lo stato del palladio. Dopodiché è stata anche determinata l’efficacia del catalizzatore, ottenendo ottimi risultati. La sfida successiva sarà impiegare nanospugne usate per sanificare le acque da metalli pesanti come catalizzatori in specifiche reazioni in base al metallo assorbito, nell’ottica di una perfetta circolarità del loro utilizzo.

MATERIALI A BASE C DA SCARTI AGRO-ALIMENTARI LOMBARDI PER LO STOCCAGGIO DI IDROGENO

CHIARA MILANESE, Unità di Ricerca INSTM di Pavia

Scarti agroalimentari (di cereali e di verdure), civili e industriali della filiera lombarda sono stati opportunamente recuperati e pirolizzati in atmosfera di azoto per ottenere biochar, un materiale costituito al 90% da carbonio che può essere utilizzato per immagazzinare l'energia prodotta da fonti rinnovabili sotto forma di idrogeno. Tale materiale, attivato chimicamente e termicamente, ha mostrato cinetiche di assorbimento dell’idrogeno e capacità gravimetriche di stoccaggio molto promettenti e superiori ai materiali stato dell'arte a base carbonio grafitico. Le condizioni di pirolisi e attivazione sono in corso di ottimizzazione. Inoltre, la decorazione con metalli alcalini potrebbe essere una buona strategia per innalzare la temperatura di lavoro, rendendola più promettente per applicazioni pratiche.

UNA NUOVA VITA PER GLI SCARTI DELLA FILIERA DEL CIBO

GIOVANNI PEROTTO, Unità di Ricerca INSTM di Genova

La necessità di trovare nuovi materiali più sostenibili per sostituire la plastica negli imballaggi è dovuta alla difficile gestione della fine di vita della plastica e alla richiesta di ridurre il consumo di risorse per ridurre l’impronta ecologica degli imballaggi. Le bioplastiche che sono nel mercato hanno un problema intrinseco che ne limita il potenziale di crescita: la competizione con il cibo. Per essere prodotte infatti necessitano di usare la parte edibile di risorse come mais, il riso, o la canna da zucchero e per produrre un chilo di plastica bisogna usare quasi un chilo e mezzo di amido di mais. La ricerca si propone di sviluppare strategia per trasformare la parte non edibile della produzione alimentare in materiali alternativi alla plastica, evitando la competizione con la filiera del cibo e anzi migliorandone la sostenibilità perché si usa una risorsa che prima era considerata uno scarto. In questo contributo sono mostrati prototipi di imballaggi di plastica prodotti usando come materia prima gli scarti di un mercato ortofrutticolo

BIOCOMPOSITI BIO-BASED POLIMERICI: UN PASSO AVANTI NEL PROCESSO DI DECARBONIZZAZIONE DELLE MATERIE PLASTICHE

FRANCESCO PAOLO LA MANTIA, Unità di Ricerca INSTM di Palermo

I biocompositi sono una classe di materiali polimerici in cui la matrice biodegradabile è associata a una carica proveniente da fonti rinnovabili. L’Unità di Ricerca di INSTM presso l’Università di Palermo si occupa della preparazione, caratterizzazione e lavorazioni di biocompositi in cui la matrice non è soltanto biodegradabile, ma anche bio-based, proveniente cioè da fonti rinnovabili. Questo aspetto è particolarmente importante dal punto di vista della decarbonizzazione delle materie plastiche perché sia la matrice che la carica provengono da fonti rinnovabili senza significativo impatto con l’ambiente. Nel contributo sono mostrati tre esempi di questi sistemi polimerici: il PLA o Mater-Bi/Opunzia; il PLA/Poseidonia; il PLA o Mater-Bi/Sulla; il Mater-Bi/gusci di nocciole. I sistemi presentano lavorabilità in stampaggio a iniezione e stampa 3D simili a quella delle matrici e proprietà meccaniche anche migliori.

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