Materiali sostenibili e ambiente
IL POMODORO NON È SOLO PER LA PIZZA E LA PASTA: NUOVI MATERIALI DA SCARTI AGROALIMENTARI
MIRKO MAGNI, Rita Nasti, Giangiacomo Beretta, Stefano Trasatti, Unità di Ricerca INSTM di Milano
RAFFAELLA SURIANO, Marinella Levi, Unità di Ricerca INSTM di Milano Politecnico
Il costante utilizzo di materie prime presenti in quantità finita (risorse e riserve) rende la valorizzazione di ciò che è definito “scarto” non solo una sfida scientifico-tecnologica etica, ma una necessità impellente per ridurre potenzialmente i costi dei prodotti finiti e migliorare l’indipendenza industriale ed economica di Stati che non possiedono risorse naturali (miniere, petrolio, ecc.). Da questa constatazione nasce il progetto CutToPro, supportato da Fondazione Cariplo, che si prefigge di valorizzare le bucce del pomodoro, uno scarto agroalimentare prodotto in grande quantità (circa 500.000 ton/anno) sul territorio nazionale dalle numerose aziende di trasformazione di questo frutto. L’intervento spiegherà come, sfruttando la particolare struttura chimica del “mattoncino molecolare” (acido 10,16-diidrossiesadecanoico) che costituisce le bucce del pomodoro, è possibile produrre nuovi materiali bio-derivati caratterizzati da un basso impatto ambientale e da una pluralità di applicazioni. Si parlerà di materiali polimerici, in particolare di bioplastiche e resine/rivestimenti per metalli, due ambiti con fortissime interazioni con la vita quotidiana di ognuno di noi. I polimeri a base biologica già disponibili sul mercato non sono privi di difetti (fragilità e rigidità) che ne limitano l’applicazione rispetto ai ben noti cugini di derivazione petrolchimica. Un notevole passo avanti potrebbe derivare dall’uso del “mattoncino” della buccia di pomodoro come additivo per migliorare flessibilità e tenacia di queste nuove plastiche. Così come la buccia preserva l’umidità del pomodoro, i rivestimenti per metalli che il progetto si propone di sviluppare avranno un’elevata proprietà idrofobica che confini l’umidità e l’acqua a distanza dalla superficie metallica preservandone l’integrità, e quindi la vita utile, dell’oggetto stesso.
MATERIALI A BASE DI NANOCELLULOSA E NANOPARTICELLE D’ARGENTO PER LA DECONTAMINAZIONE DELLE ACQUE
ANNA DOTTI, Unità di Ricerca INSTM di Milano Politecnico
La cellulosa è il biopolimero più abbondante sulla Terra ed è biodegradabile, rinnovabile e quasi atossica. In questa ricerca, fibre e nanofibre di cellulosa ossidata sono state decorate con nanoparticelle d’argento. I materiali ottenuti sono stati testati per l’adsorbimento di ioni Cd2+ in acqua, registrando una considerevole capacità di rimozione del contaminante. In particolare, è stato evidenziato come le nanoparticelle d’argento siano responsabili di un miglioramento delle proprietà rispetto a quelle, già significative, dei materiali non decorati. I materiali sono stati ampiamente caratterizzati. Inoltre, dopo aver condotto le prove di adsorbimento in differenti condizioni, è possibile concludere che i materiali prodotti possano essere efficaci anche per la rimozione di altri metalli pesanti.
ALLA SCOPERTA DI MATERIALI AVANZATI INNOVATIVI PER LA BONIFICA DI ACQUE REFLUE
Ermelinda Falletta, MELISSA G. GALLONI, ELENA FERRARA, Claudia L. Bianchi, Unità di Ricerca INSTM di Milano
Negli ultimi decenni, la crisi idrica causata da un approvvigionamento insufficiente e dall'inquinamento ha portato a siccità, carestie e problemi ambientali con ripercussioni importanti sulla salute. In questo contesto, l’avanzamento nel campo del trattamento delle acque reflue contaminate da diversi inquinanti risulta di fondamentale importanza e richiede soluzioni rapide ed efficienti. La fotocatalisi eterogenea è emersa come una strategia interessante in quanto opera in condizioni blande e permette di degradare molti inquinanti senza l'aggiunta di ossidanti chimici. In particolare, dispositivi fotocatalitici facilmente recuperabili sono attualmente oggetto di studio per superare le problematiche legate all'uso di polveri sospese e per massimizzare l'utilizzo della luce e l'aerazione della superficie del fotocatalizzatore.
In questa presentazione, sono mostrati lo sviluppo e ottimizzazione di materiali innovativi facilmente recuperabili ottenuti immobilizzando diversi catalizzatori (ad esempio biossido di titanio, ossialogenuri di bismuto) su supporti galleggianti e/o magnetici caratterizzati da caratteristiche eco-compatibili (sfere di alginato, luffa, argilla espansa). In particolare, sono mostrati le potenzialità e limiti relativi ad ogni singolo sistema e il futuro utilizzo di questi sistemi in applicazioni reali, con l’obiettivo di coniugare tutela ambientale e sostenibilità.
MATERIALI BIOCERAMICI MULTIFUNZIONALI PER IL CONTROLLO DELL'INQUINAMENTO DELL'ARIA E DELL'ACQUA
ANTONELLA GERVASINI, SEBASTIANO CAMPISI, Unità di Ricerca INSTM di Milano
L'idrossiapatite è un materiale bioceramico costituito da fosfato di calcio che per le sue peculiari proprietà strutturali e superficiali può essere sfruttato come materiale ecologico per vari trattamenti di risanamento ambientale di acqua e aria. L'idrossiapatite può essere estratta da vari rifiuti inorganici (filiera ittica, ceneri dei termovalorizzatori, ecc.) o ottenuta da precursori economici con sintesi facilmente scalabili. Gli ioni Ca2+ dell''idrossiapatite possono essere scambiati facilmente con altri ioni metallici bivalenti e trivalenti consentendo l'introduzione mirata di specie metalliche con proprietà catalitiche per generare catalizzatori eterogenei che possono essere usati in reazioni di abbattimento di inquinanti dell'aria. È anche possibile sfruttare le proprietà di scambio degli ioni Ca2+ per catturare ioni di metallici pesanti (Cd, Pb, Cr, ecc.) presenti in acque reflue e risanare acque industriali e di falda. In questo contributo sono presentate e discusse potenzialità e limiti di bioceramici anche compositi a base di idrossiapatite per applicazioni ambientali nella bonifica delle acque e nella protezione della qualità dell'aria (abbattimento di NOx, N2O e NH3).