La Spirulina, valida alternativa per ottenere plastiche biologiche, a dimostrarcelo sono gli Stati Uniti

La Spirulina (Arthrospira platensis) è un alga azzurra unicellulare, o meglio un cianobatterio che non ha importanza solo sotto l’aspetto alimentare/nutrizionale ma presenta numerose caratteristiche che la rendono idonea per l’ impiego nella produzione di bio plastiche e fonti rinnovabili, quindi sostenibili.

È la conclusione alla quale è giunto il gruppo di ricerca del dipartimento di Scienze dei Materiali e Ingegneria dell’ Università di Washington nell’ omonimo stato con sede a Seattle, guidato da Eleftheria Roumeli, della cui equipe fanno parte oltre a Hareesh Iyer laureati in ingegneria chimica e biologia, dottorandi e post dottorandi, un ricercatore della Microsoft, in particolare Ian R. Campbell e Mallory Parker studenti del dottorato in scienza dei materiali e ingegneria, Paul Grandgeorge e Andrew M. Jimenez post dottorati in scienze dei materiali, Michael Holden studente di scienza dei materiali, Mathangi Venkatesh studente in ingegneria e scienza dei materiali, Marissa Nelsen laureata in biologia e Bichlien Nguyen, ricercatrice alla Microsoft.

Ricerca multidisciplinare per vincere le sfide di sostenibilità e circolarità, frutto di una fondamentale collaborazione pubblico privata che vede due colossi informatici tra i finanziatori.

L’eterogeneità del gruppo di lavoro dell’ Università di Washington dimostra quanto sia complessa la ricerca  e come necessiti di conoscenze in diversi settori, dallo studio di nuovi materiali sotto l’ aspetto propriamente delle caratteristiche chimico fisiche, alla sua ingegnerizzazione oltre che in questo caso specifico alla biologia, in particolare quella delle alghe.

In particolare la Dott.ssa Roumeli è impegnata proprio nell’ ingegnerizzazione di nuovi materiali nano compositi polimerici ad elevate prestazioni da risorse rinnovabili, in particolare nello studio delle loro proprietà meccaniche e termiche. Studia in particolare piante ed alghe, delle quali sfrutta la capacità di creare polimeri complessi che possano rappresentare alternative sostenibili ai quelli sintetici ad elevate prestazioni.

Naturalmente, come in gran parte delle ricerche che prendono l’ avvio da un ente pubblico, in questo caso l’ Università di Washington, è necessario l’ intervento di capitali privati, nel caso in oggetto rappresentati da Microsoft e Meta (Facebook e Wats’ Up) con quest’ ultima che finanziato il progetto con 150 mila dollari, insieme a un altro ente pubblico, la National Science Foundation statunitense, agenzia governativa a sostegno della ricerca e la formazione di base in numerosi settori scientifici ad eccezione della medicina.

In particolare la nota azienda informatica con sede a Redmond nell’ area metropolitana di Seattle si è inserita nel progetto di ricerca, oltre che con un finanziamento in termini economici, grazie alla Microsoft Climate Research Initiative anche con la presenza nel gruppo di una sua ricercatrice Bichlien Nguyen, che nel colosso informatico studia le interazioni tra chimica, biologia, informatica e ingegneria elettronica, e lo sviluppo di infrastrutture sostenibili per i centri informatici di immagazzinamento dei dati, tra cui quelli relativi al DNA.

Naturalmente potrebbe venire spontaneo chiederci perché uno dei più grandi gruppi informatici al mondo si occupi di ricerca sulla sostenibilità. La risposta non è poi così difficile da trovare e per farlo è necessario comprendere quanto aziende come Microsoft e Meta siano impegnate in settori che in apparenza potrebbero sembrare lontani dal target principale ma che in realtà sono parte integrante di esso e dimostrano la multidisciplinarietà dei più diversi settori della scienza e l’ importanza delle loro interazioni. A rendere bene l’idea e a dar ragione alla sua multidisciplinarietà il fatto che a finanziare la della ricerca, condotta in compartecipazione con l’ Università di Washington, sia la Microsoft Climate Research Initiative, ramo aziendale che si occupa di ricerca sui cambiamenti climatici, proprio con uno sguardo globale sul problema.

Target sui cambiamenti climatici e sulla multidisciplinarietà  che è proprio anche del progetto di innovazione ingegneristico, chimico, biologico di cui stiamo scrivendo dove i concetti di circolarità con la riduzione dei rifiuti, intrapresa dall’ azienda fin dal 2020, e sostenibilità rappresentano i pilastri fondanti.

Obiettivo : dalla Spirulina un’alternativa naturale e sostenibile per la diversificazione delle fonti per la produzione di plastiche

L’ obiettivo è quello di ovviare al problema delle plastiche di uso comune, rappresentato oltre che dalla loro presenza in termini di quantità, con la necessità di ridurle, per dipendere sempre meno da fonti fossile, ma anche quello non meno importante quello della degradabilità.

Il progetto di ricerca si è posto proprio l’ obiettivo di individuare un’ alternativa naturale in grado di mettere sul mercato una plastica bio che potesse portare a termine il processo di degradazione in un tempo non eccessivamente lungo, addirittura utilizzabile con buoni risultati nel compostaggio domestico, oltre naturalmente ad assolvere a molteplici possibilità di utilizzo. L’ alternativa individuata, la Spirulina, va proprio in questa direzione, infatti test su plastiche ottenute a partire da quest’alga hanno dimostrato  un processo di degradazione simile a quello dei rifiuti organici e una resistenza maggiore rispetto a quanto emerso in prove effettuate in precedenza anche da altre realtà, tali da favorirne molteplici impieghi.

Inoltre quest’ alga si caratterizza per proprietà ignifughe, tanto che i prodotti ottenuti si estinguono in brevissimo tempo, non bruciano e non si sciolgono, così da poter essere utilizzabili in settori delicati, come ad esempio nell’ informatica, dove trovano spazio per i rivestimenti delle strutture di sostegno sulle quali sono montate le componenti hardware del computer, allo scopo di evitare che i server possano surriscaldarsi, vantaggio quest’ ultimo che potrebbe anche essere alla base, naturalmente non il solo, della decisione di Microsoft e Meta di finanziare il progetto.

Ulteriori vantaggi derivanti dall’ impiego della Spirulina sono anche il fatto di presentare proprietà meccaniche molto simili a quelle delle plastiche tradizionali, essere riciclabili, il fatto che la trasformazione in plastica non necessiti della separazione dei singoli componenti che spargerebbero microplastiche nell’ ambiente, la possibilità di sequestrare CO₂ in fase di crescita e quindi di essere ad emissioni zero, contribuendo alla riduzione delle emissioni climalteranti.

Allo stato attuale il passaggio dalla fase di ricerca a quella di immissione sul mercato per un effettivo utilizzo si scontra ancora con alcune limitazioni, rappresentate dalla fragilità e dalla scarsa resistenza all’ acqua e per questo è necessario compiere un ulteriore passo in avanti rispetto a quelli sin qui raggiunti per completare il processo. Per questo è necessario, che la ricerca superi questi due scogli in modo tale che queste bioplastiche possano diventare competitive rispetto a quelle comunemente utilizzate.

La ricerca è stata oggetto di una pubblicazione dello scorso 20 giugno curata dal gruppo di lavoro dell’ Università di Washington sulla rivista Advanced Functional Materials dal titolo Fabbrication Strong and Stiff  Bioplastic from Whole Spirulina Cells.