La plastica si scompone per rinascere

Imballaggi, contenitori, tubazioni e componenti industriali sono prodotti in larga parte con polietilene e polipropilene, due delle plastiche più diffuse al mondo. Ogni anno ne vengono fabbricati oltre cento milioni di tonnellate, ma soltanto una piccola parte viene riciclata. E anche quando questi materiali vengono recuperati, spesso perdono qualità e finiscono in prodotti di minor valore. La sfida è trasformare i rifiuti plastici in risorse utilizzabili per nuove produzioni senza comprometterne le caratteristiche.

È su questo problema che si concentra una delle ricerche più recenti di John F. Hartwig, titolare della cattedra Dow di Chimica Sostenibile all’Università della California, Berkeley, premiato con l’Eni Award 2026 nella categoria Soluzioni Ambientali Avanzate. Lo scienziato ha sviluppato reazioni catalitiche capaci di scomporre polietilene e polipropilene, recuperando sostanze chimiche di base da utilizzare per nuove produzioni.

Per comprendere l’innovazione bisogna partire dalla struttura delle plastiche. Polietilene e polipropilene appartengono alla famiglia delle poliolefine, polimeri formati da lunghe catene di unità chimiche più piccole, chiamate monomeri. Nel riciclo meccanico tradizionale la plastica viene triturata, fusa e trasformata in nuovi oggetti, senza modificarne sostanzialmente la struttura chimica. Le impurità e il deterioramento del materiale possono però comprometterne le prestazioni.

Hartwig segue una strada diversa, basata sulla catalisi. I catalizzatori sono sostanze che favoriscono le reazioni chimiche senza essere consumate. Nel caso delle poliolefine, permettono di spezzare i legami delle lunghe catene molecolari e ottenere sostanze chimiche di base, tra cui i monomeri da cui si producono queste plastiche. I componenti recuperati possono essere utilizzati per fabbricare nuovi materiali, evitando il progressivo deterioramento che può verificarsi nel riciclo meccanico.

La differenza è sostanziale: anziché limitarsi a riutilizzare la plastica esistente, il processo punta a recuperare le molecole necessarie per fabbricarla nuovamente. Se applicato su scala industriale, potrebbe ridurre il consumo di materie prime fossili e aumentare il valore dei materiali riciclati. Le sfide ora rimangono le condizioni tecniche ed economiche necessarie per trattare grandi quantità di rifiuti.

La ricerca sulle poliolefine è soltanto una parte del contributo scientifico di Hartwig. Nel corso della sua carriera ha sviluppato reazioni catalitiche che permettono di costruire molecole complesse attraverso vie di sintesi più brevi, riducendo il numero di passaggi e la produzione di scarti. Un vantaggio importante per l’industria chimica e farmaceutica, dove la sintesi di una sostanza può richiedere numerose trasformazioni successive.

Tra i risultati più significativi figurano nuovi metodi per formare legami tra carbonio e azoto, presenti in molte molecole utilizzate nei medicinali. Le sue tecniche sono state impiegate nella preparazione di almeno cinque farmaci approvati negli Stati Uniti, destinati al trattamento di tumori, Aids, epatite C, depressione e malattie autoimmuni. Hanno trovato applicazione anche nella produzione di fungicidi e materiali per display Oled.

Un altro filone riguarda l’incontro tra chimica e biologia. Hartwig ha creato metalloenzimi artificiali, che combinano enzimi, i catalizzatori presenti negli organismi viventi, con componenti metallici progettati in laboratorio. Inseriti in microrganismi, possono favorire reazioni che normalmente non avvengono in natura. Questo approccio apre la possibilità di produrre nuove sostanze partendo anche da zuccheri semplici, utilizzando cellule viventi, in acqua e a temperature prossime a quella ambiente.

Laureato a Princeton, Hartwig ha conseguito il dottorato all’Università della California, Berkeley, e svolto attività di ricerca al MIT. Ha insegnato a Yale e all’Università dell’Illinois prima di tornare a Berkeley, dove oggi è titolare della cattedra Dow di Chimica Sostenibile e dirige il programma di catalisi del Lawrence Berkeley National Laboratory. Ha collaborato come consulente con aziende farmaceutiche e chimiche ed è tra i responsabili editoriali del Journal of the American Chemical Society. Membro dell’Accademia nazionale delle Scienze degli Stati Uniti, ha ricevuto numerosi riconoscimenti, tra cui il Premio Wolf per la Chimica e il Frontiers of Knowledge Award 2025 della Fondazione BBVA.