Bioplastica, materiale plastico modellabile costituito da composti chimici derivati o sintetizzati da microbi come batteri o piante geneticamente modificate. A differenza delle plastiche tradizionali, che derivano dal petrolio, le bioplastiche sono ottenute da risorse rinnovabili e alcune bioplastiche sono biodegradabili.
Le plastiche sono polimeri—assemblaggi di subunità chimiche identiche, chiamate monomeri, che sono collegati tra loro sotto forma di catena., Le proprietà di una plastica, come quelle di tutti i polimeri, sono definite dai monomeri nella catena e dal numero di collegamenti e collegamenti incrociati nella sua struttura. La reticolazione dei monomeri aumenta la rigidità e la stabilità termica di un polimero. Come suggerisce il loro nome, la plastica può essere facilmente modellata in varie forme., Materie plastiche come polistirene (stirene polimerizzato, CH2 = CHC6H5), polietilene (etilene polimerizzato, CH2=CH2) o polipropilene (propilene polimerizzato, CH2=CHCH3) sono modellate in un’ampia varietà di prodotti quotidiani e specializzati, ad esempio utensili da cucina, tazze da caffè, tessuti sintetici, panchine, parti di automobili e impianti chirurgici.
Dall’inizio del 20 ° secolo, c’è stata un’esplosione nello sviluppo e nell’uso della plastica, e la loro utilità e importanza sono diventate così grandi che è difficile immaginare la vita moderna senza di loro., Praticamente tutte le plastiche attuali sono derivate dal petrolio attraverso l’estrazione e la sintesi chimica. Poiché le materie plastiche a base di petrolio non sono generalmente biodegradabili, i rifiuti di plastica sono molto resistenti e lo smaltimento è diventato un problema serio. Nonostante gli sforzi per incoraggiare e sostenere il riciclaggio, le discariche si stanno riempiendo di rifiuti di plastica, che si accumulano anche nell’ambiente., Un ulteriore problema con la plastica a base di petrolio è che le risorse petrolifere vengono esaurite; fonti conservative stimano che agli attuali tassi di consumo, tutte le fonti conosciute di petrolio sulla Terra saranno state esaurite prima della fine del 21 ° secolo. Dato che la vita moderna dipende dalla plastica, che il petrolio è una risorsa non rinnovabile e che i rifiuti di plastica derivati dal petrolio sporcano l’ambiente, una soluzione sostenibile a lungo termine può essere trovata nelle bioplastiche.,
La prima bioplastica conosciuta, il poliidrossibutirrato (PHB), fu scoperta nel 1926 da un ricercatore francese, Maurice Lemoigne, dal suo lavoro con il batterio Bacillus megaterium. Il significato della scoperta di Lemoigne fu trascurato per molti decenni, in gran parte perché, all’epoca, il petrolio era poco costoso e abbondante. La crisi petrolifera della metà degli anni 1970 ha portato un rinnovato interesse nella ricerca di alternative ai prodotti a base di petrolio., L’ascesa della genetica molecolare e della tecnologia del DNA ricombinante dopo quel tempo ha ulteriormente stimolato la ricerca, così che all’inizio del 21 ° secolo le strutture, i metodi di produzione e le applicazioni per numerosi tipi di bioplastiche si erano affermate. Le bioplastiche che erano in uso o in studio includevano PHB e poliidrossialkanoato (PHA), entrambi sintetizzati all’interno di microbi specializzati, così come l’acido polilattico (PLA), che viene polimerizzato da monomeri di acido lattico prodotti dalla fermentazione microbica di zuccheri e amidi derivati dalla pianta., La degradazione dei legami chimici tra i monomeri in queste materie plastiche è causata da microrganismi o dall’acqua, rendendo le bioplastiche materiali altamente desiderabili per la fabbricazione in bottiglie biodegradabili e film di imballaggio. Inoltre, poiché i prodotti di degradazione sono metaboliti naturali, i polimeri sono di interesse per applicazioni mediche, come il confezionamento di farmaci a rilascio controllato e le suture chirurgiche assorbibili.
Attualmente le bioplastiche costituiscono una parte insignificante della produzione mondiale totale di materie plastiche. I processi di produzione commerciale sono afflitti da basse rese e sono costosi. Tuttavia, i miglioramenti nell’ingegneria metabolica e genetica hanno prodotto ceppi di microbi e piante che possono migliorare significativamente le rese e le capacità di produzione riducendo i costi complessivi. Questi fattori, se aggiunti all’aumento dei prezzi del petrolio e alla crescente consapevolezza ambientale, potrebbero espandere il mercato delle bioplastiche in futuro.