Materiali e tecnologie per le Scienze della vita e le Scienze dell'alimentazione
PROPRIETÀ SALDANTI DI MATERIALI INNOVATIVI DA FONTI RINNOVABILE PER LO SVILUPPO DI PACKAGING SOSTENIBILE
ELENA BATTAGLINI, Unità di Ricerca INSTM di Bologna
Negli ultimi anni, la necessità di sviluppare un'economia più sostenibile ha portato a sostituire le plastiche da combustibili fossili con quelle da fonti rinnovabili. Uno dei più importanti building block biobased è l'acido 2,5-furandicarbossilico (2,5-FDCA), considerato l'alter ego dell'acido tereftalico di origine fossile. Da esso sono stati preparati diversi poliesteri a base furanica, caratterizzati da dioli alifatici di diversa lunghezza, che sono stati studiati a fondo per il loro potenziale utilizzo nell'imballaggio alimentare. Nel presente lavoro sono state studiate le proprietà di saldatura dei film di poli(butilene 2,5-furanoato) (PBF). Sono state prese in considerazione diverse tecniche di saldatura, ad ultrasuoni e termiche. In tutti i casi, dai risultati ottenuti, i film di PBF hanno dimostrato di essere caratterizzati da eccellenti proprietà di saldatura.
MATERIALI TEST “TRUE-TO-LIFE” PER LO STUDIO DELLE MICROPLASTICHE
SERENA DUCOLI, Unità di Ricerca INSTM di Brescia
L’inquinamento ambientale da micro e nanoplastiche rappresenta oggi un serio problema ecologico a livello globale, con profonde implicazioni per gli ecosistemi e la salute umana. Lo studio delle microplastiche è dunque un campo di indagine cruciale, ma la ricerca è ostacolata dalla mancanza di protocolli analitici adeguati. La nostra ricerca ha come obiettivo la produzione di nuovi materiali test, che abbiamo chiamato “true-to-life”, per condurre studi di rilevanza ambientale e comprendere il reale impatto delle micro e nanoplastiche sugli ecosistemi e sull’uomo.
NANOSTRUTTURE DI CARBONIO PER LA MEDICINA RIGENERATIVA
STEFANIA BENAZZATO, Unità di Ricerca INSTM di Padova
La progettazione di nanomateriali per la medicina rigenerativa è un ambito di ricerca che negli ultimi anni ha suscitato molto interesse. La medicina rigenerativa comprende l’ingegneria tissutale: un settore terapeutico che si occupa di riparare tessuti ricreandoli e ristabilendo così la loro funzione biologica. Nella progettazione di scaffold per l’ingegneria tissutale bisogna tenere conto di alcuni importanti requisiti: tali materiali devono essere biocompatibili, favorire l’adesione e la crescita delle cellule, consentire il trasporto di nutrienti e di fattori di crescita. Nanostrutture di carbonio quali nanotubi e materiali grafenici possono essere inseriti come filler all’interno di scaffold con lo scopo di migliorarne le proprietà meccaniche (rendendole simili a quelle del tessuto target) e proprietà di conducibilità. Quest’ultime risultano importanti soprattutto nella rigenerazione di tessuti elettro attivi quali il tessuto muscolare, cardiaco e neuronale. La ricerca qui presentata tratta la realizzazione di scaffold contenenti nanostrutture di carbonio per la crescita di cellule e la rigenerazione del tessuto nervoso. In particolare, lo studio si focalizza sulla funzionalizzazione delle nanostrutture di carbonio con il fine di creare una compatibilità con la matrice in cui vengono inserite.
BIOCOMPOSITI DA BIOPOLIMERI E FILLER NATURALI PER LA SOSTENIBILITÀ NEL PACKAGING E NEL BIOMEDICALE
ELENA TOGLIATTI, Unità di Ricerca INSTM di Parma
I biopolimeri rappresentano una promettente alternativa ai materiali plastici tradizionali di largo consumo. In particolare, i biopolimeri si possono classificare come da origine rinnovabile (biobased) e/o biodegradabili o compostabili. Della prima famiglia, fanno parte materie plastiche anche già largamente diffuse, quali l’acido poli lattico (PLA), miscele a base di amidi, o materiali emergenti quali i poli idrossialcanoati (PHA), polimeri sintetizzati da batteri e dalle interessanti potenzialità. Tra i polimeri biodegradabili si possono annoverare anche materiali di origine fossile, quali il poli (butilen-adipato-co-tereftalato) (PBAT). I biopolimeri, tuttavia, presentano delle limitazioni rispetto alle plastiche tradizionali, riguardanti soprattutto le proprietà meccaniche, costi di produzione più elevati e la necessità di regolazioni sulla loro sicurezza in ambito agroalimentare. Perciò, si rivelano necessari lo studio di questi materiali e la ricerca sul miglioramento delle loro proprietà per favorirne una più ampia diffusione in molteplici settori. La nostra ricerca si basa sulla creazione di blend e compositi a base di biopolimeri e altre sostanze sostenibili, quali bio-plasticizzanti e bio-filler, ricavati da scarti dell’industria agro-alimentare, tra i quali farina di canapa, di fieno o derivanti dalla lavorazione del luppolo. Applicazioni di questi biopolimeri possono trovarsi nell’ambito di un packaging più sostenibile, primario o secondario, sia alimentare che non, come anche nel settore biomedicale, grazie alle proprietà di biocompatibilità.