Eliminare l’inquinamento causato dalla plastica

Sep 07, 2023

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Spugne. C'è qualcosa che non possono fare? Per millenni, gli esseri umani hanno utilizzato spugne naturali essiccate per pulire, dipingere e come contenitori per consumare fluidi come acqua o miele; li abbiamo persino usati come dispositivi contraccettivi. Che siano sintetiche o naturali, le spugne sono perfette per intrappolare minuscole particelle nei loro numerosi pori. E come gli scienziati di tutto il mondo stanno iniziando a dimostrare, la forma piena di cavità delle spugne significa che potrebbero fornire una soluzione a uno dei più grandi flagelli della nostra epoca: l’inquinamento da microplastiche.

Ad agosto, alcuni ricercatori cinesi hanno pubblicato uno studio in cui descrivevano il loro sviluppo di una spugna sintetica in grado di eliminare in breve tempo i microscopici detriti di plastica. Nei test, i ricercatori dimostrano che quando una soluzione riempita di plastica appositamente preparata viene spinta attraverso una delle loro spugne, la spugna può rimuovere sia le microplastiche che anche le nanoplastiche più piccole dal liquido. Queste particelle tipicamente rimangono intrappolate nei numerosi pori della spugna. Sebbene l’efficacia delle spugne variasse negli esperimenti, in parte a seconda della concentrazione di plastica e dell’acidità e della salinità del liquido, le condizioni ottimali hanno permesso ai ricercatori di rimuovere fino al 90% delle microplastiche. L'hanno provato in qualsiasi cosa, dall'acqua del rubinetto e di mare alla zuppa, perché no, di un takeaway locale.

Le spugne inghiottitrici di plastica sono costituite principalmente da amido e gelatina. Assomigliano un po' a grandi marshmallow bianchi, le spugne biodegradabili sono così leggere che tenerne una in equilibrio sopra un fiore lascia i petali della pianta in posizione verticale e inflessibile, il che, secondo i ricercatori, dovrebbe renderli economici e facili da trasportare. All'interno, la struttura delle spugne appare meno come tante minuscole cavità simili a bolle e più come una superficie frastagliata.

Secondo Guoqing Wang, chimico dei materiali presso la Ocean University of China e coautore dell’articolo, la formula della spugna è regolabile. Modificando la temperatura quando i due composti vengono miscelati, dice, le spugne possono essere rese più o meno porose. Ciò influisce sulla dimensione delle particelle raccolte: le spugne altamente porose hanno molti pori molto piccoli, il che è utile per catturare particelle molto piccole.

Le spugne, se mai prodotte su scala industriale, afferma Wang, potrebbero essere utilizzate negli impianti di trattamento delle acque reflue per filtrare le microplastiche dall’acqua o negli impianti di produzione alimentare per decontaminare l’acqua.

Sarebbe anche possibile utilizzare spugne che intrappolano la microplastica come questa nelle lavatrici, suggerisce Christian Adlhart, un chimico dell’Università di Scienze Applicate di Zurigo in Svizzera che ha anche sperimentato la creazione di filtri in spugna per la raccolta delle microplastiche. Alcune microplastiche entrano nei corsi d’acqua dopo essere state rilasciate dai tessuti sintetici quando vengono fatte girare nel lavaggio. "Potresti mettere una spugna del genere all'interno del tamburo", dice Adlhart. "Penso che assorbirebbe una grande frazione delle fibre."

Spugne come questa funzionano grazie a una coppia di meccanismi, aggiunge. Se l'acqua viene spinta attivamente attraverso una spugna, ad esempio mentre viene spremuta e rilasciata, le particelle microplastiche rimangono intrappolate all'interno dei pori della spugna, come quando si raccolgono le biglie nei secchi. Ma anche quando la spugna galleggia semplicemente nell’acqua ferma, le interazioni elettrostatiche fanno sì che alcune particelle di plastica vi aderiscano.

Tuttavia, ci sono intoppi riguardo alla potenziale adozione della spugna. Il primo, spiega Adlhart, è che l’amido e la gelatina sono importanti per l’industria alimentare, il che significa che in futuro potrebbe esserci concorrenza per gli ingredienti chiave. Tuttavia, spugne simili possono essere realizzate con materiali diversi. La versione sviluppata da Adlhart e dai suoi colleghi, ad esempio, utilizza il chitosano, uno zucchero derivato dai gusci dei crostacei, per fornire la struttura della spugna. Il chitosano non è ampiamente utilizzato a livello commerciale, afferma Adlhart, quindi non dovrebbe affrontare la stessa concorrenza.

Adlhart afferma che il suo design a spugna, che prevede la filatura di una matrice di nanofibre di chitosano, è stato ispirato dall'attività di filtraggio delle ostriche, che intrappolano le particelle nelle branchie mentre pompano l'acqua di mare attraverso di esse.