La cellulosa di canapa per cambiare il settore dei materiali assorbenti e crearne uno finalmente biodegradabile che possa dare una svolta incisiva in ottica sostenibile.
È il punto da cui sono partiti i ricercatori della Purdue University e che, dopo la necessaria ricerca, stanno per brevettare un materiale creato dalla cellulosa della canapa in grado di assorbire grandi quantità di acqua, con un impatto ambientale molto ridotto.
La produzione e lo smaltimento dei materiali superassorbenti tradizionali – tipicamente realizzati con polimeri sintetici, principalmente composti a base di poliacrilato – stanno infatti influenzando negativamente il pianeta a causa dei grandi consumi e dei problemi in ottica di smaltimento.
Senay Simsek, professoressa e responsabile del Dipartimento di Scienze Alimentari, guida un team di ricercatori del College of Agriculture dell’università utilizzando cellulosa estratta dalla canapa e raffinata attraverso una serie di trattamenti per creare un materiale superassorbente in attesa di brevetto.
“Siamo appassionati dal potenziale del nostro prodotto, che potrebbe avere un impatto ambientale significativo”, ha dichiarato. “Introducendo un prodotto commerciale che aiuta a salvare il nostro pianeta, miriamo a guidare l’innovazione sostenibile, contribuendo a guarire il pianeta un’applicazione alla volta.”
I materiali superassorbenti tradizionali sono utilizzati in tutto il mondo in molteplici applicazioni, tra cui pannolini usa e getta, prodotti per l’igiene femminile e ritenzione idrica agricola. Oltre al fatto che la loro produzione contempla un grande dispendio energetico, non bisogna dimenticare che sono realizzati con materie prime derivanti da risorse non rinnovabili, come i prodotti a base di petrolio, che vengono utilizzati anche per produrre plastica e vari prodotti chimici.
“La dipendenza dai materiali a base di petrolio nella loro produzione è una preoccupazione ulteriore, in quanto lega questi prodotti alle fluttuazioni dei prezzi del petrolio e alle tensioni geopolitiche”, ha detto Simsek, mettendo l’accendo sul consumo di risorse che sono limitate. “Il passaggio a materiali come la cellulosa a base di canapa potrebbe mitigare questo problema utilizzando una risorsa rinnovabile“.
Infine, i rifiuti provenienti dai pannolini usa e getta non biodegradabili stanno incidendo negativamente salute del pianeta. Il World Economic Forum ha riportato nell’agosto 2023 che oltre 300mila pannolini usa e getta vengono inceneriti o portati in discarica ogni minuto. Ogni bambino utilizza in media tra i 4mila e i 6mila pannolini nella sua infanzia, senza dimenticare i miliardi di assorbenti e tamponi mestruali utilizzati ogni anno a livello globale.
La ricercatrice fa notare che il canapulo, “il nucleo legnoso interno dello stelo di canapa, è altamente assorbente grazie all’alto contenuto di cellulosa e al basso livello di lignina. Questo lo rende un’alternativa eccellente per un materiale superassorbente”, mentre, “lo strato fibroso esterno, sebbene meno assorbente, fornisce forza e durata”.
Ha poi aggiunto che: “La cellulosa estratta da queste parti è particolarmente efficace perché la sua struttura molecolare può essere modificata per migliorare le sue capacità di ritenzione idrica, rendendola ideale per prodotti che richiedono un’elevata assorbenza”.
Ma è necessario effettuare una serie di trattamenti che: “Rompono la struttura naturale della cellulosa, aumentando la sua superficie e la porosità. Questo miglioramento permette alla cellulosa di assorbire e trattenere più acqua. L’unicità della nostra tecnologia risiede nella sua versatilità, rendendola altamente regolabile per diverse applicazioni del materiale superassorbente in vari settori.”
Oltre ai pannolini e ai prodotti per l’igiene, infatti, il materiale sviluppato da Purdue potrebbe essere applicato alla ritenzione idrica in agricoltura. “Per la ritenzione idrica in agricoltura, l’efficienza idrica migliorata aiuta a mantenere la salute delle colture durante le siccità, offrendo un’alternativa sostenibile ai superassorbenti tradizionali che possono danneggiare il suolo e la crescita delle piante”, ha detto Simsek. “Il nostro approccio conserva l’acqua e supporta l’ecosistema fornendo una soluzione biodegradabile che si integra perfettamente nei cicli naturali”.
Altre applicazioni potrebbero essere le strisce per il glucosio e test di gravidanza“, visto che: “La versatilità deriva dalla capacità del materiale di rispondere dinamicamente ai cambiamenti ambientali. Questa caratteristica è essenziale per una biosensibilità tempestiva e accurata.”
Secondo i primi test i nuovi materiali hanno mostrato una capacità di assorbimento significativamente superiore a molti materiali tradizionali è il prossimo passo sarà quello di scalare la tecnologia a livelli industriali.
“Questa fase di scaling è vitale non solo per perfezionare il nostro processo ma anche per dimostrare le applicazioni pratiche della nostra innovazione in agricoltura e nell’imballaggio alimentare, settori in cui le soluzioni sostenibili sono urgentemente necessarie”.
Una nuova applicazione per la cellulosa di canapa che, oltre a essere perfetta per creare carta di qualità in modo sostenibile, è attualmente allo studio per la creazione di nuovi tessuti in Canada, ed è studiata anche per mettere a punto degli aerogel super-tecnologici.
Mario Catania