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Trasformare il PVC, uno dei materiali plastici più ostici da riciclare, in un lubrificante per motori ad alte prestazioni: è quello che ha ottenuto un gruppo di ricerca della Virginia Tech, guidato dal chimico e ingegnere chimico Guoliang “Greg” Liu. Il lavoro, pubblicato il 5 agosto su Nature, descrive un metodo per convertire il cloruro di polivinile in polialfaolefine, cioè uno degli ingredienti chiave degli oli motore di fascia alta. Due problemi ambientali affrontati con una sola mossa, in sostanza.
Il PVC è una delle plastiche più diffuse al mondo e allo stesso tempo una di quelle che finisce quasi sempre in discarica. Il motivo è tecnico ma abbastanza intuitivo: contiene cloro e, a seconda di come viene prodotto, può includere una quantità enorme di additivi diversi. Risultato, i processi di riciclo tradizionali si scontrano con una materia prima poco prevedibile e difficile da gestire. Nel frattempo la domanda di lubrificanti continua a salire, e la loro produzione ha un costo ambientale tutt’altro che trascurabile.
Come funziona il processo messo a punto in laboratorio
Il punto di partenza è PVC molto simile a quello che si trova nelle tubature domestiche, nei serramenti delle finestre e persino nelle carte di credito. Il materiale viene messo in un solvente, poi si aggiungono tricloruro di alluminio e alfa olefine. La miscela viene scaldata a circa 70 gradi per tre ore. Alla fine, dal solvente, si estrae un olio piuttosto denso che funziona a tutti gli effetti da lubrificante.
Liu riassume il risultato in due punti. Primo, è stata dimostrata la fattibilità di produrre lubrificanti ad alte prestazioni partendo da rifiuti plastici. Secondo, questi lubrificanti sono green e possono rispondere alle richieste di sostenibilità che il mercato sta iniziando a esprimere.
I lubrificanti, va detto, non sono un argomento che accende i riflettori. Eppure l’olio motore è ovunque, dai tosaerba alle automobili fino ai motori a reazione, e interi comparti industriali dipendono da una fornitura costante delle materie prime necessarie a produrlo. Trovare una seconda vita al PVC di scarto significa quindi intervenire su due fronti insieme.
Dalla ricerca sui detergenti all’idea del polimero “appiccicoso”
Il progetto nasce da studi precedenti dello stesso gruppo, pubblicati su Science e Nature Sustainability, nei quali erano stati messi a punto metodi per convertire altri tipi di plastica in tensioattivi, quelli usati in saponi e detersivi. Visto che quella strada aveva funzionato, il passo successivo è stato chiedersi se anche il PVC potesse diventare qualcosa di utile.
L’idea iniziale era lineare: essendo il PVC una delle forme più attivate del polietilene, doveva essere relativamente semplice sostituire gli atomi di cloro con altri gruppi e ottenere molecole diverse. I primi risultati però non hanno entusiasmato nessuno. I materiali restavano morbidi, tendenzialmente appiccicosi, e le prestazioni erano lontane dagli obiettivi. La svolta è arrivata proprio da lì: se il polimero era così molle e gommoso, tanto valeva continuare a spezzare le catene in segmenti sempre più piccoli. Da quel cambio di rotta è nato l’olio.
Un gruppo di dottorandi e le verifiche esterne
Alla guida del progetto Liu ha messo Eric Munyaneza Nuwayo, dottorando all’ultimo anno. Con lui Connor S. Thompson, del dipartimento di chimica, che lavorava a un’altra ricerca e ha accettato di spostarsi sul nuovo tema, e Abby Civiello, al primo anno di dottorato, entrata subito nel vivo del lavoro. Liu li ha soprannominati i tre moschettieri.
Per capire fino a dove potesse arrivare il nuovo olio, i campioni sono stati inviati ad Ali Erdemir alla Texas A&M University, dove sono stati testati i materiali finali. Sul fronte dei calcoli chimici la collaborazione è stata con William Goddard del Caltech, mentre il collega della Virginia Tech Xi Chen ha curato l’analisi economica e produttiva, costruendo modelli su come l’olio motore potrebbe essere fabbricato su scala molto più ampia.
L’obiettivo dichiarato adesso è duplice: rendere ancora più sostenibile il processo di produzione e portare il prodotto finito a una diffusione reale. I lubrificanti, secondo Liu, sono gli eroi silenziosi della meccanica moderna, spesso ignorati eppure sempre al lavoro, e l’ambizione è produrre questo olio su larga scala per renderlo accessibile a più persone possibile.
