IBM scopre nuova plastica riciclabile auto-rigenerante

IBM Research ha annunciato di aver scoperto una nuova classe di… plastica. Questo potrebbe non sembrare molto sexy come , ad esempio , il MIT che scopre un nuovo stato della materia – ma aspettate di sentire ciò che questi nuovi materiali plastici possono fare. Questa nuova classe di materie plastiche – o, più precisamente, polimeri – sono più forti delle ossa, hanno la capacità di auto-guarigione, sono leggeri, e sono riciclabili al 100%. Il numero di potenziali usi nei più disparati settori è vertiginoso. Una nuova classe di polimeri non è stata scoperta in oltre 20 anni – e, curiosamente, non sono stati scoperti dai chimici: sono stati scoperti dai supercomputer di IBM.

Una foto della nuova plastica riciclabile auto-rigenerante scoperta da IBM

Uno dei componenti chiave della moderna industria e del consumismo è la plastica termoindurente. Le materie plastiche termoindurenti – che sono solo grandi grumi di polimeri appiccicosi che vengono modellati e poi curati (cotti al forno) – sono leggeri e facili da lavorare, ma incredibilmente duri e resistenti al calore. Il problema è che, una volta che la plastica termoindurente è stata curata, non si può più tornare indietro – non si può farla tornare al suo stato appiccicoso. Questo significa che se voi ( l’ingegnere , il progettista ) commette un errore, dovete ricominciare da capo. Significa anche che le plastiche termoindurenti non possono essere riciclate. Una volta che hai finito con quell’ iPhone 5S, il telaio termoindurente non può essere fuso e riutilizzato; va dritto alla discarica. Il nuovo polimero di IBM conserva tutte le utili proprietà di una plastica termoindurente – ma può anche essere riciclato.

La nuova classe di polimeri di IBM ha preso vita, come spesso accade nei circoli chimica, come un incidente. Jeannette Garcia stava lavorando su un altro tipo di polimero, quando improvvisamente si accorse che la soluzione nel suo backer si era improvvisamente indurita. “Non siamo riusciti a tirarla fuori”, ha detto Garcia a Popular Mechanics. “Abbiamo dovuto rompere il backer con un martello, e, anche allora, non siamo riusciti a distruggere il materiale stesso. E’ una di queste scoperte fortuite.” Lei non sapeva però come aveva creato questo nuovo polimero e così ha unito le forze con il team di chimica computazionale di IBM per lavorare a ritroso dal polimero finale. Utilizzando la potenza di supercomputing offerta da IBM, i chimici e i tecnici sono stati in grado di lavorare a ritroso al meccanismo che ha causato la reazione a sorpresa.

Questa nuova classe di polimeri è stata chiamata polyhexahydrotriazine, o PHT. [DOI : 10.1126/science.1251484 Recyclable, Strong Thermosets and Organogels via Paraformaldehyde Condensation with Diamines]. E’ formata da una reazione tra paraformaldeide e 4,4 – ossidianilina (ODA), che sono entrambi già comunemente usati nella produzione di polimeri (questo è molto importante, se vogliono che il nuovo polimero sia adottato dal settore). Il risultato finale mostra una resistenza e tenacità molto elevata, come altri termoindurenti, ma la sua resistenza al calore è un po’ inferiore rispetto ad altri materiali termoindurenti (si decompone a circa 350°C , anziché 425°C).

Una proprietà piuttosto unica del nuovo polimero di IBM è che sia riciclabile e auto-guarente. Come potete vedere nel video qui sopra, pezzi di polimero si ricongiungono facilmente per creare un intero – e poi quando allungato nuvamente, si rompe casualmente, non lungo la precedente ferita, dimostrando un altissimo livello di auto-guarigione. A differenza dei termoindurenti tradizionali, che producono tonnellate di rifiuti riciclabili ogni anno, PHT di IBM può essere completamente ripristinato al suo stato base con l’acido solforico – che, come sottolinea Garcia, è “essenzialmente gratuito”.

In breve, quindi, IBM ha creato una nuova plastica che potrebbe avere un impatto su un buon numero di industrie in un modo molto grande. I vantaggi dell’auto-guarigione per plastiche dure sono molto evidenti nei settori aerospaziale, dei trasporti e architettura/costruzione. I materiali termoplastici svolgono anche un ruolo importante nel settore dell’elettronica, dal packaging a basso livello di chip per computer fino al telaio dello smartphone. In tutti questi settori, riciclabilità e auto-guarigione potrebbero essere un vantaggio enorme. Come dice Garcia, “Se IBM avesse avuto questo 15 anni fa, avrebbe risparmiato una quantità incredibile di denaro.” Non ti preoccupare, Jeannette – c’è ancora un sacco di tempo per IBM per salvare (e fare) miliardi di dollari con questo nuovo materiale plastico.

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