Un gruppo di ricercatori hanno creato un materiale sostenibile e a base vegetale in grado di sostituire la plastica monouso, molto comune nella nostra quotidianità. Hanno imitato le proprietà della seta del ragno, uno dei materiali più resistente in natura. Un nuovo approccio per l’assemblaggio di proteine vegetali in materiali che imitano la seta a livello molecolare.
Il metodo ad alta efficienza energetica si traduce in un film autoportante simile alla plastica, che può essere realizzato su scala industriale. Il colore “strutturale” che non sbiadisce nel tempo può essere utilizzato per creare rivestimenti resistenti all’acqua. È compostabile direttamente a casa a differenza di altre bioplastiche che devono essere smaltite in impianti di compostaggio.
Seta di ragno vegana, un nuovo materiale utilizzato come sostituzione della plastica
Inoltre non richiede modifiche chimiche ai suoi elementi costitutivi naturali, in modo che possa degradarsi in sicurezza nella maggior parte degli ambienti naturali. Il nuovo prodotto sarà commercializzato da Xampla, una società spin-out che sviluppa prodotti sostitutivi per plastica e microplastiche monouso. L’azienda introdurrà una gamma di bustine e capsule monouso entro la fine dell’anno, che possono sostituire la plastica utilizzata nei prodotti di uso quotidiano come le pastiglie per lavastoviglie e le capsule di detersivo per bucato.
Per molti anni si sono svolte ricerche sul comportamento delle proteine. Gran parte degli studi si concentrano su cosa succede quando le proteine si ripiegano male o si “comportano male”, e come questo si collega alla salute e alle malattie umane, principalmente il morbo di Alzheimer. È stata una sorpresa scoprire che la ricerca è riuscita ad evidenziare un grande problema come l’inquinamento da plastica. Una delle caratteristiche chiave che conferisce alla seta di ragno la sua forza è che i legami idrogeno sono disposti regolarmente nello spazio e ad una densità molto elevata.
Cosi hanno cominciato a capire come replicare questo meccanismo in altre proteine. Quest’ultime hanno una propensione all’auto-organizzazione molecolare e all’autoassemblaggio, e le proteine vegetali in particolare sono abbondanti e possono essere reperite in modo sostenibile come sottoprodotti dell’industria alimentare. Si sa molto poco sull’autoassemblaggio delle proteine vegetali, ed è emozionante sapere che colmando questa lacuna di conoscenza possiamo trovare alternative alla plastica monouso.
Controllare l’autoassemblaggio
Gli scienziati hanno replicato con successo le strutture trovate sulla seta di ragno utilizzando l’isolato di proteine di soia, una proteina con una composizione completamente diversa. Poiché tutte le proteine sono costituite da catene polipeptidiche, nelle giuste condizioni possiamo far sì che le proteine vegetali si autoassemblano proprio come la seta di ragno. In un ragno, la proteina della seta viene sciolta in una soluzione acquosa, che poi si assembla in una fibra immensamente forte attraverso un processo di filatura che richiede pochissima energia.
La nuova tecnica utilizza una miscela ecologica di acido acetico e acqua, combinata con ultrasuoni e alte temperature, per migliorare la solubilità dell’SPI. Questo metodo produce strutture proteiche con interazioni intermolecolari potenziate guidate dalla formazione del legame idrogeno. In una seconda fase viene rimosso il solvente, che si traduce in una pellicola insolubile in acqua.
La svolta chiave qui è essere in grado di controllare l’autoassemblaggio, quindi ora possiamo creare materiali ad alte prestazioni. È emozionante far parte di questo viaggio. C’è un enorme problema di inquinamento da plastica nel mondo e siamo nella posizione fortunata di poter fare qualcosa al riguardo.
Foto di Erik Karits da Pixabay
