Scienziati provenienti da Germania e Paesi Bassi stanno studiando nuove soluzioni ecocompatibiliPLAmateriali. L'obiettivo è sviluppare materiali sostenibili per applicazioni ottiche come fari automobilistici, lenti, plastiche riflettenti o guide di luce. Attualmente, questi prodotti sono generalmente realizzati in policarbonato o PMMA.
Gli scienziati sono alla ricerca di una plastica di origine biologica per la produzione dei fari delle automobili. A quanto pare, l'acido polilattico si è rivelato un materiale promettente.
Grazie a questo metodo, gli scienziati hanno risolto diversi problemi legati alle plastiche tradizionali: in primo luogo, rivolgendo la loro attenzione alle risorse rinnovabili è possibile alleviare efficacemente la pressione esercitata dal petrolio greggio sull'industria della plastica; in secondo luogo, si possono ridurre le emissioni di anidride carbonica; in terzo luogo, ciò implica la considerazione dell'intero ciclo di vita del materiale.
"L'acido polilattico non solo presenta vantaggi in termini di sostenibilità, ma possiede anche ottime proprietà ottiche e può essere utilizzato nello spettro visibile delle onde elettromagnetiche", afferma il dottor Klaus Huber, professore all'Università di Paderborn, in Germania.
Attualmente, una delle difficoltà che gli scienziati stanno superando è l'applicazione dell'acido polilattico (PLA) in settori legati ai LED. I LED sono noti per essere una sorgente luminosa efficiente ed ecocompatibile. "In particolare, la durata di vita estremamente lunga e le radiazioni visibili, come la luce blu delle lampade a LED, pongono elevate esigenze ai materiali ottici", spiega Huber. Per questo motivo è necessario utilizzare materiali estremamente resistenti. Il problema è che il PLA si ammorbidisce a circa 60 gradi. Tuttavia, le luci a LED possono raggiungere temperature fino a 80 gradi durante il funzionamento.
Un'altra difficoltà significativa è rappresentata dalla cristallizzazione dell'acido polilattico. L'acido polilattico forma cristalliti a circa 60 gradi, che sfocano il materiale. Gli scienziati volevano trovare un modo per evitare questa cristallizzazione, o per rendere il processo di cristallizzazione più controllabile, in modo che le dimensioni dei cristalliti formatisi non influenzassero la luce.
Nel laboratorio di Paderborn, gli scienziati hanno innanzitutto determinato le proprietà molecolari dell'acido polilattico al fine di modificarne le caratteristiche, in particolare lo stato di fusione e la cristallizzazione. Huber si occupa di studiare in che misura gli additivi, o l'energia radiante, possano migliorare le proprietà dei materiali. "Abbiamo costruito un sistema di diffusione della luce a piccolo angolo appositamente per studiare i processi di formazione dei cristalli o di fusione, processi che hanno un impatto significativo sulla funzione ottica", ha affermato Huber.
Oltre alle conoscenze scientifiche e tecniche, il progetto potrebbe generare significativi benefici economici una volta implementato. Il team prevede di consegnare il primo documento con i risultati entro la fine del 2022.
Data di pubblicazione: 9 novembre 2022