Le materie plastiche hanno preso d'assalto il mondo nel corso dell'ultimo secolo, trovando applicazioni praticamente in ogni aspetto della nostra vita. Tuttavia, l'ascesa di questi polimeri sintetici, che costituiscono la base della plastica, ha contribuito a molti gravi problemi ambientali. Il peggiore di questi è l'uso eccessivo di composti petrolchimici e lo smaltimento di materiali non biodegradabili senza riciclaggio; solo il 14% di tutti i rifiuti di plastica viene riciclato.
Per risolvere l'enigma della plastica, dobbiamo sviluppare sistemi "circolari". Al Tokyo Institute of Technology, un team di scienziati guidato dal professore assistente Daisuke Aoki e dal professor Hideyuki Otsuka è pioniere di un nuovo concetto. Nel loro nuovo processo ecologico, le materie plastiche prodotte utilizzando biomassa (bioplastiche) vengono riciclate chimicamente in fertilizzanti.
Il team si è concentrato sul PIC, un tipo di policarbonato a base biologica che ha raccolto molta attenzione come alternativa ai policarbonati a base di petrolio. Il PIC è prodotto utilizzando un materiale non tossico derivato dal glucosio come monomero. La parte interessante è che i legami carbonatici che si uniscono alle unità ISB possono essere recisi usando ammoniaca (NH3). Il processo produce urea, una molecola ricca di azoto che è ampiamente utilizzata come fertilizzante.
In primo luogo, gli scienziati hanno studiato quanto l'ammonolisi di PIC potrebbe essere condotta in acqua in condizioni miti (30° C e pressione atmosferica). La logica alla base di questa decisione era quella di evitare l'uso di solventi organici e quantità eccessive di energia. Sebbene siano riusciti a produrre urea in questo modo, la degradazione del PIC non è stata completa anche dopo 24 ore.
Pertanto, i ricercatori hanno provato ad aumentare la temperatura e hanno scoperto che la completa degradazione potrebbe essere raggiunta in circa sei ore a 90° C! Il Dr. Aoki evidenzia i vantaggi di questo approccio: "La reazione avviene senza alcun catalizzatore, dimostrando che l'ammonolisi del PIC può essere facilmente eseguita utilizzando ammoniaca acquosa e riscaldamento. Pertanto, questa procedura è operativamente semplice e rispettosa dell'ambiente dal punto di vista del riciclaggio chimico".
Infine, come prova del concetto che tutti i prodotti di degradazione PIC possono essere utilizzati direttamente come fertilizzante, il team ha condotto esperimenti di crescita delle piante, scoprendo che quelle trattate con tutti i prodotti di degradazione PIC crescevano meglio di quelle trattate con la sola urea.