Materiali biodegradabili a base di PHB: caratterizzazione e potenziali impieghi nel settore agricolo

La ricerca si è concentrata sui poliidrossialcanoati (PHAs), in particolare sul poliidrossibutirrato (PHB), una bioplastica prodotta naturalmente da alcuni microrganismi come riserva energetica. A differenza delle plastiche di origine petrolchimica, il PHB possiede una struttura chimica riconoscibile dai microrganismi del suolo, che sono in grado di degradarlo completamente. Tuttavia, il PHB puro può risultare troppo rigido per alcune applicazioni pratiche, come i teli per pacciamatura. Per questo motivo sono stati studiati diversi blend polimerici in cui il PHB è combinato con polimeri sintetici ma biodegradabili, come PBAT e PBSA, al fine di migliorarne le proprietà e modulare la velocità di degradazione. Una parte importante della ricerca ha riguardato lo sviluppo di un protocollo analitico per l’identificazione e la quantificazione del polimero anche a basse concentrazioni. Dopo aver valutato diverse tecniche di depolimerizzazione, è stata scelta la butanolisi acida seguita da analisi tramite gascromatografia accoppiata a spettrometria di massa (GC-MS). L’analisi preliminare di diversi suoli naturali ha permesso di determinare il valore di fondo della matrice organica e di identificare possibili interferenze analitiche, come l’acido levulinico. I risultati hanno inoltre evidenziato la presenza naturale di PHB in quasi tutti i campioni analizzati, indicando che i suoli ospitano microrganismi in grado di degradare questo polimero. Successivamente, la degradazione dei materiali è stata monitorata in un suolo artificiale. Un test respirometrico sul PBAT ha evidenziato una fase iniziale di latenza dei microrganismi, mentre il monitoraggio chimico dei diversi formulati tramite gascromatografia ha permesso di confrontarne le velocità di degradazione. Parallelamente, l’analisi mediante microscopia a fluorescenza ha mostrato che la degradazione non porta all’accumulo di microplastiche persistenti, ma a una reale mineralizzazione del materiale.