Finalmente un sostituto per la plastica?
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Redazione del sito web di Innovazione Tecnologica - 14 luglio 2025
Campione di bioplastica di cellulosa sintetizzata da batteri. [Immagine: Università di Houston]
Plastica di cellulosa prodotta da batteri
Nonostante la sua immensa utilità e praticità, la plastica non ha una buona reputazione, poiché è chiaro che i rifiuti di plastica stanno infestando il mondo, causando problemi ambientali e sanitari non ancora pienamente calcolati.
Tutta la comunità scientifica è alla ricerca di sostituti, ma chi sembra aver avuto la meglio è Abid Saadi, attualmente all'Università di Houston negli Stati Uniti.
Saadi ha sviluppato un metodo per trasformare la cellulosa batterica, un materiale biodegradabile, in un materiale multifunzionale con il potenziale di sostituire la plastica, dai materiali di imballaggio alle bende o persino alle bottiglie d'acqua.
La cellulosa batterica si è rivelata un biomateriale promettente perché è naturalmente abbondante, biodegradabile e biocompatibile, senza le preoccupazioni relative agli effetti nocivi dei prodotti derivati dal petrolio.
"Prevediamo che questi fogli di cellulosa batterica resistenti, multifunzionali ed ecocompatibili diventeranno onnipresenti, sostituendo la plastica in vari settori e contribuendo ad attenuare i danni ambientali", ha affermato il professor Maksud Rahman, che sta coordinando lo sviluppo di questa nuova bioplastica.
Dispositivo di coltura rotativa sviluppato per la produzione di cellulosa batterica. [Immagine: MASR Saadi et al. - 10.1038/s41467-025-60242-1]
Guidare i batteri
La tecnica consiste essenzialmente nel guidare i batteri, che si muovono in modo casuale se lasciati a se stessi. Questo permette loro di produrre cellulosa in modo organizzato e prevedibile.
Per semplificare il processo, il team ha utilizzato un semplice metodo di centrifugazione, creando un dispositivo di coltura rotante in cui i batteri produttori di cellulosa vengono coltivati in un incubatore cilindrico permeabile all'ossigeno, centrifugati continuamente attraverso un albero centrale. Questo crea un flusso direzionale di fluido nel bioreattore, con conseguente movimento direzionale costante dei batteri.
Per rafforzare la cellulosa e renderla più funzionale, il team ha incorporato nanosfoglie di nitruro di boro nel liquido che nutre i batteri.
Il risultato sono nanosfoglie ibride di cellulosa batterica e nitruro di boro con proprietà meccaniche ancora migliori (resistenza alla trazione fino a 553 MPa) e proprietà termiche ottimizzate (velocità di dissipazione del calore tre volte più rapida).
"Segnaliamo una semplice strategia bottom-up, a singolo passaggio e scalabile per biosintetizzare robusti fogli di cellulosa batterica con nanofibrille allineate e nanosfoglie ibride multifunzionali a base di cellulosa batterica, utilizzando le forze di taglio derivanti dal flusso di fluido in un dispositivo di coltura rotazionale. I fogli di cellulosa batterica risultanti presentano elevata resistenza alla trazione, flessibilità, piegabilità, trasparenza ottica e stabilità meccanica a lungo termine", ha riassunto Rahman.
Articolo: Nanomateriali 2D indotti dal flusso intercalati con cellulosa batterica allineata
Autori: Md Abid Shahriar Rahman Saadi, Yufei Cui, Shyam P. Bhakta, Sakib Hassan, Vijay Harikrishnan, Ivan R. Siqueira, Matteo Pasquali, Matthew Bennett, Pulickel M. Ajayan, Muhammad M. Rahman Rivista: Nature CommunicationsVol.: 16, Numero articolo: 5825DOI: 10.1038/s41467-025-60242-1
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