Negli ultimi anni, la ricerca sui materiali ha imboccato una direzione sempre più chiara: superare il concetto tradizionale di “materiale sostenibile” per adottare un approccio sistemico basato sull’intero ciclo di vita.

Nel campo dei polimeri, questo si traduce in un cambio di paradigma preciso: non basta più progettare materiali performanti o derivati da fonti rinnovabili, ma è necessario progettare fin dall’inizio anche il loro destino finale, che comprende riciclo, riutilizzo e degradazione.

In poche parole non basta più chiedersi “funziona?”, ma bisogna chiedersi anche “cosa succede dopo?”.

Abbiamo approfondito questo trend con Akcan Istif, Head of Innovation & Labs di Scientifica, per capire cosa sta cambiando davvero.

 

Akcan, puoi spiegarci in parole semplici di cosa tratta questo trend e perché è così importante?

Oggi la sostenibilità nei polimeri non è più una caratteristica isolata, ma un criterio progettuale integrato lungo tutto il ciclo di vita.

Le ricerche più avanzate non si limitano a sostituire materie prime fossili con alternative bio-based o a sviluppare materiali biodegradabili. L’attenzione si sposta sull’intero sistema che comprende quindi origine delle risorse, sintesi, utilizzo, recupero e fine vita.

In base alla nostra esperienza, ciò si traduce in un cambiamento di approccio anche nei progetti applicativi. Questo significa che non ci si concentra più esclusivamente su formulazioni/materiali dalle prestazioni applicative perfette, ma su quelli che hanno senso all’interno della catena di approvvigionamento in cui saranno integrati, tenendo conto anche dei vincoli legati al riciclaggio o allo smaltimento. 

Un altro elemento chiave è il passaggio da una sostenibilità basata su indicatori qualitativi a una valutazione quantitativa, basata su parametri, dati e confronti oggettivi, senza i quali si corre il rischio che la sostenibilità rimanga un’intenzione piuttosto che un criterio di progettazione verificabile. E questa domanda di dati strutturati si registra anche a livello industriale

 

Qual è stato l’elemento più sorprendente emerso di questo cambiamento?

Uno degli aspetti più rilevanti è considerare la sostenibilità come un sistema stratificato

Un polimero bio-based non è automaticamente sostenibile, così come un processo catalitico non è automaticamente “green”. Un materiale biodegradabile può generare nuove criticità se prodotto con un elevato consumo energetico o additivi persistenti.

La sostenibilità rappresenta quindi un equilibrio tra molteplici fattori che agiscono simultaneamente. Si va dalla tossicità dei componenti al consumo energetico dei processi, dalla quantità di rifiuti generati durante la sintesi alla disponibilità effettiva delle risorse, fino al potenziale di recupero, riciclaggio o depolimerizzazione e all’impatto climatico complessivo lungo l’intero ciclo di vita.

Dal nostro punto di vista in R&D, questo è forse l’aspetto più evidente nella pratica quotidiana, in quanto questi elementi non si sommano in modo lineare e spesso migliorare un solo aspetto può peggiorarne un altro. È questa interdipendenza a rendere la progettazione dei materiali molto più complessa rispetto al passato.

 

Questa evoluzione apre nuove domande per la comunità scientifica? Se sì, quali?

Il cambiamento più significativo riguarda il tipo di domande che i ricercatori si dovranno porre..

Non si cercherà più “il materiale più sostenibile in assoluto”, ma la soluzione più sostenibile in uno specifico contesto applicativo e industriale.

Allo stesso tempo, crescerà l’attenzione verso la reale sostenibilità delle materie prime e verso l’identificazione delle fasi più impattanti del ciclo di vita, che non sempre coincidono con quelle più evidenti.

Dal punto di vista R&D, questo richiede un approccio più sistemico e l’integrazione, ove possibile, di strumenti di analisi come la Life Cycle Assessment già nelle fasi iniziali di sviluppo.

 

In che modo questo può influenzare il panorama attuale di ricerca?
Ci sono nuove direzioni o opportunità che potrebbero derivare da questa consapevolezza?

Come accennato oggi la ricerca sui polimeri e sui materiali sta evolvendo verso un approccio quantitativo e integrato alla sostenibilità, in cui le decisioni progettuali non si basano più solo sulle proprietà meccaniche o funzionali, ma su indicatori misurabili come E-factor, carbon footprint, contenuto bio-based, consumo energetico e biodegradabilità.

Parallelamente cresce l’importanza dell’interdisciplinarietà dove chimici, ingegneri dei processi, esperti di scienze ambientali e specialisti di ciclo di vita collaborano per identificare in anticipo i trade-off ambientali e ottimizzare materiali e processi per applicazioni industriali.

 

Quali applicazioni concrete vedete già oggi?

Le applicazioni pratiche sono già visibili sia in laboratorio sia in contesti industriali. 

Nel nostro lavoro utilizziamo materiali bio-based, derivativi vegetali, prodotti biodegradabili e/o non nocivi, progettando sistemi che riducono solventi e rifiuti. Questi materiali trovano applicazione in packaging sostenibile, cosmetici, rivestimenti eco-friendly, sistemi per la sicurezza antincendio, e altri materiali avanzati, combinando prestazioni elevate con gestione responsabile del fine vita.

Inoltre, monitorare costantemente le novità normative e le anticipazioni su cambiamenti regolatori ci permette di adattare tempestivamente i processi e le formulazioni, anticipando requisiti futuri e riducendo rischi di non conformità. 

 

Guardando al futuro, quale scenario immagini tra 10 o 20 anni se i risultati di questa scoperta saranno ulteriormente confermati e sviluppati?

Se questo paradigma si consoliderà, metriche ambientali come E-factor, carbon footprint, contenuto bio-based e parametri di degradabilità potrebbero diventare standard di riferimento al pari delle proprietà tecniche dei materiali. 

Strumenti come la Life Cycle Assessment saranno integrati già nelle prime fasi progettuali, permettendo di confrontare soluzioni diverse e prendere decisioni più consapevoli.

Ci si aspetta una diversificazione dei materiali guidata da criteri di sostenibilità sempre più stringenti, con soluzioni progettate insieme alle loro strategie di fine vita. L’attenzione si concentra su feedstock rinnovabili, prodotti non nocivi ed efficienza energetica, con l’obiettivo di ridurre l’impatto lungo l’intero ciclo di vita. Il progressivo allineamento con le evoluzioni normative rafforza la coerenza tra sviluppo tecnologico e requisiti ambientali.

 

Grazie Akcan per averci raccontato questo nuovo paradigma.

 

L’appuntamento è con il prossimo numero dello Scientifica Journal per raccontare in che modo la scienza, uscendo dai confini accademici, prende forma.