Lunedì, 05 dicembre 2022

Nuovi rivestimenti idrofobici e trasparenti a base di chitosano senza uso di PFAS

I risultati della ricerca pubblicati su Carbohydrate Polymers

crabs and hydrophobic and trasparent coatings

I PFAS (sostanze perfluoro alchiliche) sono una categoria di molecole contenenti atomi di fluoro che vengono largamente utilizzate per produrre superfici repellenti all’acqua e antiaderenti, con applicazioni che spaziano dal tessile all’edilizia. Il loro largo uso ha suscitato preoccupazione rispetto alla loro possibile tossicità combinata ad un tempo di vita moto lungo, portando l’Unione Europea a bandire l’uso di alcune molecole appartenenti alla categoria (PFOA and PFOS nel 2020). In particolare, l’industria per la produzione di PFAS ha causato ingenti danni alle falde acquifere in America e in Europa, un problema che in Italia è specialmente sentito in Veneto, nella provincia di Vicenza.

In questo contesto, si rende necessario sviluppare alternative non tossiche e biodegradabili per sostituire i PFAS. I ricercatori del laboratorio Surface Engineering and Fluid Interfaces (SEFI Lab) presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, in una ricerca guidata dalla Dr.ssa Irene Tagliaro e dal Prof. Carlo Antonini e in collaborazione con la Dr.ssa Sabrina Bertini dell’Istituto di Chimica e Biochimica Ronzoni, hanno dimostrato la possibilità di utilizzare biopolimeri non tossici e sostenibili, modificati per creare rivestimenti idrofobici.

Nello studio “Chitosan-based coatings with tunable transparency and superhydrophobicity: a solvent-free and fluorine-free approach by stearoyl derivatization” (DOI: 10.1016/j.carbpol.2022.120424), pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Carbohydrate Polymers (Impact Factor 10.723, Journal Citation Report (Clarivate Analytics, 2021)), è stato utilizzato come biopolimero il chitosano, polisaccaride derivante dalla chitina: quest’ultima è un costituente degli esoscheletri dei crostacei e rappresenta il secondo polisaccaride più abbondante in natura, dopo la cellulosa. Il chitosano è un materiale a basso costo, perché proveniente dagli scarti dell’industria alimentare di allevamento dei crostacei, che negli ultimi anni si è rapidamente sviluppata soprattutto nei paesi asiatici, contando una produzione globale di decine di milioni di tonnellate all’anno.

Nello studio viene proposto un metodo per produrre rivestimenti a base di chitosano, con la possibilità di modulare le sue proprietà di trasparenza e superidrofobicità. Questo risultato è stato ottenuto tramite l’utilizzo di una modifica chimica della struttura del biopolimero, combinata all’ideazione di un metodo di deposizione senza solvente. Gli sviluppi di questo lavoro prevedono uno studio approfondito sulla durabilità dei rivestimenti, per rendere possibile un’applicazione industriale, insieme alla verifica dell’impatto ambientale del processo.

Cover art by Heloise Chochois