Da anni la ricerca sui materiali insegue un obiettivo che si è rivelato molto più ostico del previsto: trovare un’alternativa alla plastica di origine fossile che non costringa a sacrificare resistenza, trasparenza o facilità di lavorazione. Molte bioplastiche già in commercio – a base di amido, mais o canna da zucchero – funzionano bene in applicazioni specifiche, ma quasi sempre perdono colpi quando entrano in gioco temperature elevate, sforzi meccanici prolungati o processi industriali standardizzati.
Il polietilene tereftalato, meglio noto come PET, resta insuperato proprio per questo mix di caratteristiche: è economico, resistente al calore, facilmente modellabile e adattissimo a bottiglie, film per imballaggi alimentari e componenti elettronici flessibili. È un mercato che vale a livello globale circa 40 miliardi di dollari, ed è anche per questo che finora nessun materiale bio-based era riuscito davvero a insidiarne il primato.
In questo scenario si inserisce una scoperta che arriva da un ambito tutt’altro che scontato: quello della canapa industriale e, più precisamente, del cannabidiolo (CBD), la molecola non psicoattiva estratta dall’infiorescenza della pianta e già nota per i suoi impieghi nel settore del benessere.
Cos’è il pCBDC, il “polimero del CBD”
Un gruppo di ricercatori dell’Università del Connecticut e della Purdue University ha messo a punto un nuovo materiale termoplastico chiamato policannabidiolo carbonato, abbreviato in pCBDC. Non si tratta dell’ennesima bioplastica rinforzata con fibra vegetale usata come semplice riempitivo, soluzione già nota e diffusa da tempo nel settore degli imballaggi. Qui il salto è di natura chimica: il CBD estratto dalla biomassa di canapa viene trasformato, tramite un processo di polimerizzazione condotto a temperatura ambiente, in un vero e proprio policarbonato plastico, senza passaggi di conversione chimica complessi.
Il risultato è un materiale composto per il 92% da materia di origine biologica, con caratteristiche paragonabili a quelle del PET: buona resistenza al calore, elevato peso molecolare, ottima lavorabilità e una capacità di allungamento sorprendente, fino a circa 16 volte la propria dimensione originale senza alterare in modo significativo le proprietà di barriera ai gas. Un dato non banale, perché è proprio questo genere di equilibrio – tra elasticità e tenuta strutturale – a mancare nella maggior parte delle bioplastiche oggi disponibili.
A guidare la ricerca, pubblicata sulla rivista Chem Circularity (gruppo Cell Press), sono stati Gregory Sotzing, docente di chimica all’Università del Connecticut con una lunga esperienza nello studio dei polimeri da fonti naturali, e Mukerrem Cakmak, docente di ingegneria dei materiali alla Purdue University, specializzato nella lavorazione industriale dei polimeri. I due lavorano insieme da oltre un decennio, dividendosi i compiti: Sotzing si occupa della sintesi chimica, Cakmak della trasformazione del materiale in prodotti utilizzabili su scala industriale.
Resistenza all’acqua bollente e superficie idrorepellente
Uno degli aspetti più interessanti del pCBDC riguarda il comportamento a contatto con l’acqua e con il calore. Il materiale mantiene le proprie caratteristiche anche se esposto ad acqua in ebollizione, un limite che affligge molte bioplastiche vegetali, capaci di reggere bene a temperatura ambiente ma di perdere rapidamente le loro proprietà meccaniche non appena la temperatura sale, come accade spesso nei processi di sterilizzazione, negli imballaggi alimentari o nei trasporti.
C’è poi una scoperta che ha sorpreso gli stessi autori dello studio: la pellicola di pCBDC, se prodotta liscia, mostra un angolo di contatto con l’acqua molto elevato, addirittura superiore a quello di diverse poliolefine, cioè le famiglie di plastiche più comuni e già note per la loro idrorepellenza. In pratica, la superficie del materiale respinge l’acqua in modo particolarmente efficace: un dettaglio tecnico che apre a impieghi ben oltre l’imballaggio tradizionale, come rivestimenti per catetere, film tecnici e persino nanoparticelle per il rilascio controllato di farmaci.
Non solo imballaggi: un possibile sostituto del bisfenolo A
Un altro punto sollevato dagli autori riguarda la sicurezza chimica. I policarbonati attualmente più diffusi sono prodotti a partire dal bisfenolo A, una sostanza nota per la sua azione di interferente endocrino e per questo oggetto di crescenti restrizioni normative in molti paesi, soprattutto negli imballaggi destinati al contatto con gli alimenti. Sotzing ha spiegato che l’obiettivo del team è proprio quello di offrire un’alternativa a questa sostanza, sfruttando il cannabidiolo come base per policarbonati privi di questo tipo di rischio, aprendo la strada non solo a imballaggi più sicuri ma anche a rivestimenti e film tecnici pensati per applicazioni sensibili, come quelle mediche o elettroniche.
Il vero ostacolo: i costi e la disponibilità di CBD
Se le prestazioni tecniche sembrano promettenti, la strada verso una produzione su larga scala resta lunga, e il collo di bottiglia principale non è chimico ma economico. Il costo del CBD è oggi ancora molto più alto rispetto a quello delle materie prime utilizzate per produrre il PET tradizionale, e la produzione mondiale attuale di CBD non basterebbe in alcun modo a sostituire una quota significativa del mercato del polietilene tereftalato.
Lo stesso Sotzing ha raccontato di aver ricevuto la richiesta di fornitura di 50 tonnellate di materiale da parte di una grande azienda, uno scenario che avrebbe richiesto quantità di CBD di partenza semplicemente non disponibili con gli attuali livelli di coltivazione e di estrazione.
Per questo motivo, nel breve periodo il team di ricerca guarda a mercati di nicchia e ad alto valore aggiunto, dove il prezzo più elevato del materiale può essere assorbito più facilmente:
rivestimenti tecnici, dispositivi medici, componenti elettronici flessibili, piuttosto che gli imballaggi di largo consumo che oggi assorbono la stragrande maggioranza del PET prodotto nel mondo. I ricercatori si aspettano comunque un calo progressivo dei costi del CBD, legato sia alla crescente legalizzazione della coltivazione di canapa industriale in diversi paesi, sia ai miglioramenti nelle tecniche di coltivazione, selezione varietale ed estrazione, fattori che negli ultimi anni hanno già fatto scendere sensibilmente il prezzo della materia prima.
Un impiego più ampio della pianta di canapa
La ricerca si inserisce in un contesto più ampio in cui la canapa industriale viene valorizzata in tutte le sue componenti. Da tempo gli steli e le fibre della pianta vengono impiegati per produrre bioplastiche rinforzate destinate a imballaggi, componentistica automobilistica e materiali da costruzione, sfruttando l’alto contenuto di cellulosa che caratterizza questa coltura. Il pCBDC apre però una strada diversa e complementare, perché valorizza in chiave industriale anche l’infiorescenza e il suo principale composto attivo non psicoattivo, offrendo ai coltivatori un ulteriore sbocco commerciale per una pianta che già oggi viene impiegata per usi alimentari, tessili ed edilizi.
Secondo gli autori dello studio, questo circolo virtuoso potrebbe autoalimentarsi: più la coltivazione di canapa cresce per soddisfare la domanda in altri settori, più diventa conveniente anche la produzione di CBD, e di conseguenza più economica la materia prima necessaria per il pCBDC. Il gruppo di ricerca sta inoltre lavorando su due fronti paralleli: da un lato lo studio delle reazioni chimiche che coinvolgono il trifosgene, il reagente utilizzato per trasformare il CBD in policarbonato, dall’altro lo sviluppo di una versione ancora più resistente del materiale e di un processo produttivo scalabile a livello industriale, passaggio indispensabile prima di poter parlare di una reale alternativa di mercato al PET.
Le prospettive
Il pCBDC non è ancora pronto per sostituire le bottiglie di plastica che riempiono scaffali e discariche di tutto il mondo, e gli stessi ricercatori sono i primi a riconoscere che la strada dalla scoperta di laboratorio alla produzione industriale è lunga e condizionata da fattori economici più che tecnologici.
Ma la combinazione di proprietà dimostrata dallo studio – resistenza al calore paragonabile al PET, elevata elasticità , superficie idrorepellente e origine quasi interamente biologica – rappresenta comunque un passo in avanti significativo in un campo, quello delle bioplastiche ad alte prestazioni, in cui i progressi reali sono stati finora piuttosto rari.
Se il costo del CBD continuerà a scendere come previsto dai ricercatori, e se gli investimenti nella coltivazione di canapa industriale proseguiranno la loro crescita, il policarbonato di canapa potrebbe passare gradualmente dalle applicazioni di nicchia più remunerative fino ad avvicinarsi, nel tempo, anche ai mercati di massa oggi dominati dal petrolio.
Fonti e approfondimenti
Davis, H.D. et al., “High-molecular-weight hemp-derived polycannabidiol carbonate thermoplastic with PET-like heat resistance, strength, and processability”, Chem Circularity, 30 aprile 2026 – https://www.cell.com/chem-circularity/fulltext/S3051-2948(26)00014-9
Lo stesso studio su ScienceDirect – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S3051294826000149 Cannabis Business Times, “Hemp’s Next Market? CBD-Based Plastics Could Transform Demand” – https://www.cannabisbusinesstimes.com/top-stories/article/15825699/hemps-next-market-cbdbased-plastics-could-transform-demand
Hemp Today, “CBD-based plastic matches key PET strengths, could one day open path to new materials” – https://hemptoday.net/cbd-based-plastic-matches-key-pet-strengths-could-one-day-open-path-to-new-materials/ Packaging Insights, “Hemp-derived plastic can serve as renewable alternative to PET, study finds” – https://www.packaginginsights.com/news/hemp-plastic-pet-bpa-alternative.html
Good News Network, “Scientists Unveil Hemp Alternative to Plastic That Can Withstand Boiling Water and Stretch to 1,600% its Size” – https://www.goodnewsnetwork.org/scientists-unveil-hemp-alternative-to-plastic-that-withstands-boiling-water/ Leafie, “Could a new CBD plastic fix our pollution problems?” – https://www.leafie.co.uk/cannabis/new-cbd-plastic-fix-pollution-problems/ Milano Cannabica, “Il prossimo grande mercato della canapa? Le plastiche arricchite con CBD potrebbero rivoluzionare la domanda industriale” – https://www.milanocannabica.org/il-prossimo-grande-mercato-della-canapa-le-plastiche-arricchite-con-cbd-potrebbero-rivoluzionare-la-domanda-industriale/ L’Indipendente, “Canapa al posto del petrolio: dal CBD un nuovo materiale per imballaggi e rivestimenti” – https://www.lindipendente.online/2026/05/25/canapa-al-posto-del-petrolio-sviluppato-dal-cbd-un-nuovo-materiale-per-imballaggi-e-rivestimenti/
ultimi articoli
