Adesivi, le piume sostituiscono il petrolio

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Gli adesivi si trovano un po' ovunque: nelle scarpe sportive, negli smartphone, nei rivestimenti per pavimenti, nei mobili, nei tessuti o negli imballaggi.
Le piume come base per nuovi adesivi (Credit: Fraunhofer IGB)

Gli adesivi sono quasi sempre a base di materie prime fossili come il petrolio. Ma adesso ci sono delle novità. I ricercatori del Fraunhofer recentemente hanno sviluppato un processo che consente di utilizzare la cheratina per questo scopo. Un composto proteico altamente versatile che si trova, ad esempio, nelle piume di pollo. Non solo può essere utilizzato per produrre una serie di adesivi diversi per una varietà di applicazioni, ma i processi e i prodotti finali sono anche sostenibili e seguono i principi di base alla base di un’economia circolare bioispirata. Il progetto, sviluppato insieme a Henkel AG & Co. KGaA, si rivolge a un mercato da miliardi di dollari.

Gli adesivi si trovano un po’ ovunque: nelle scarpe sportive, negli smartphone, nei rivestimenti per pavimenti, nei mobili, nei tessuti o negli imballaggi. Anche i parabrezza delle auto sono incollati in posizione con adesivi, economici e relativamente facili da lavorare. Gli esperti riconoscono più di 1.000 diversi tipi di adesivi. Pesano pochissimo e quindi si prestano a un design leggero. Le superfici incollate con adesivo non si deformano perché, a differenza dei fissaggi a vite, il carico viene distribuito in modo uniforme, inoltre non arrugginiscono e sigillano l’umidità. Le superfici incollate sono anche meno suscettibili alle vibrazioni.

Tradizionalmente, gli adesivi sono stati quasi sempre realizzati con materie prime fossili come il petrolio. L’Istituto Fraunhofer per l’ingegneria e la biotecnologia IGB ha recentemente adottato un approccio diverso. I ricercatori dunque hanno usato le piume come materiale di base al posto del petrolio. Le piume sono un sottoprodotto della produzione di carne di pollame. Vengono distrutte o mescolate nei mangimi per animali. Ma le piume sono troppo preziose per andare sprecate perché contengono cheratina, proteina strutturale. Questo biopolimero si trova negli animali sottoforma di artigli, zoccoli o piume. La sua struttura fibrosa è estremamente resistente.
La cheratina è un materiale biodegradabile e quindi ecologico la cui struttura ha proprietà specifiche che lo rendono particolarmente adatto alla fabbricazione di adesivi e la predestinano alla produzione di molteplici adesivi.

Negli ultimi tre anni, Fraunhofer IGB ha collaborato con Henkel AG & Co. KGaA al progetto KERAbond: “Specialty chemicals from customized functional keratin proteins”. I partner del progetto hanno recentemente sviluppato e perfezionato il nuovo processo. Nella prima fase, le piume ricevute dal macello vengono sterilizzate, lavate e triturate meccanicamente. Successivamente, un processo enzimatico divide i biopolimeri a catena lunga o le catene proteiche in polimeri a catena corta mediante idrolisi.

Il prodotto in uscita è una sostanza chimica di piattaforma che può fungere da materiale di base per l’ulteriore sviluppo di adesivi appositamente formulati. Ciò significa che è possibile specificare parametri diversi per l’adesivo, come il tempo di polimerizzazione, l’elasticità, le proprietà termiche o la resistenza. Inoltre, non sono solo gli adesivi ad essere facili da produrre, ma anche le sostanze correlate come indurenti e rivestimenti.

Nella fase successiva, il team di Fraunhofer ha iniziato a convertire le piume su larga scala. L’avvio del processo è toccato al Fraunhofer Center for Chemical-Biotechnological Processes CBP di Leuna (Sassonia). L’obiettivo era dimostrare che le sostanze chimiche della piattaforma a base di cheratina possono anche essere prodotte in modo efficiente in termini di costi su scala industriale. Ciò ha comportato la lavorazione di diversi chilogrammi di piume di pollo, con il materiale prodotto utilizzato per promettenti prove iniziali di materiali presso Fraunhofer IGB e Henkel.

Secondo le statistiche di settore, solo nel 2019 in Germania sono state prodotte circa un milione di tonnellate di adesivi per un valore complessivo di 1,87 miliardi di euro. (Red.)

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https://www.fraunhofer.de/de/presse-newsroom.html

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