Il nuovo materiale si basa su un composto innocuo e inerte con cui si fa il vetro, la silice.

I ricercatori di ENEA e Università di Pavia hanno realizzato uno studio che ha dato vita a un materiale innovativo capace di catturare nanoparticelle d’argento disperse nell’acqua.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Molecules.

Dotate di proprietà disinfettanti, le particelle ultrafini d’argento hanno dimensioni inferiori ai 100 nanometri. Tali proprietà le rendono uno dei prodotti più utilizzati nelle nanotecnologie, con una produzione annua che si aggira attorno alle 500 tonnellate.

Sono utilizzate in dispositivi medico-sanitari, elettrodomestici, mobili, spazzolini da denti e abiti, il cui uso, lavaggio e smaltimento ne comporta la dispersione in acqua, dove possono resistere intatte per molti giorni.

Il nuovo materiale, la silice

Il nuovo materiale frutto della ricerca in grado di rimuovere le nanoparticelle d’argento dall’acqua si basa su un composto innocuo e inerte con cui si fa il vetro, la silice che viene trattata con una tecnica, cosiddetta di nanoimprinting.

Per nanoimprinting si intende la tecnica utilizzata dai laboratori dell’Università di Pavia che permette di realizzare nanoparticelle d’argento nelle dimensioni desiderate disperse in una soluzione liquida dalla quale, per semplice essicamento, si forma la silice solida (chiamata gel), con le nanoparticelle intrappolate all’interno. Queste sono poi sciolte con una procedura green (per esempio, per esposizione all’aria in presenza di determinati aminoacidi), l’argento viene liberato, recuperato e riciclato e si ottiene una silice solida con le cavità identiche alle nanoparticelle che sono state sciolte. E a questo punto il materiale è pronto per catturare in modo selettivo e rimuovere dall’ambiente nuove nanoparticelle d’argento disperse nelle acque.

“Per questo studio ci siamo occupati principalmente della caratterizzazione dei monoliti di silice, prima e dopo la rimozione delle nanoparticelle”, spiega Maria Lucia Protopapa, ricercatrice del Laboratorio Materiali funzionali e tecnologie per applicazioni sostenibili del Centro Ricerche ENEA di Brindisi.

“In particolare – prosegue – abbiamo condotto analisi chimiche, termiche e morfologiche tramite la microscopia elettronica a scansione ad alta risoluzione e, soprattutto, analisi porosimetriche per ottenere informazioni sulle dimensioni e la numerosità dei pori presenti sulla superficie della silice”.

“Grazie anche allo sfruttamento di particolari forze fisiche attrattive, le nanoparticelle entrano nelle cavità della silice di dimensioni corrispondenti. Quando hanno aderito ai frammenti di silice molto più grandi, possono essere facilmente rimosse dall’acqua”, spiega il professor Piersandro Pallavicini del Dipartimento di Chimica dell’Università di Pavia e coordinatore della ricerca.

L’impiego futuro del nuovo materiale

Dai test di laboratorio è emerso che questo materiale è in grado di catturare efficacemente le nanoparticelle d’argento dalle acque: un grammo di silice nanoimprinted (la quantità contenuta in un dischetto di silice di 3 centimetri di diametro e mezzo centimetro di spessore) può rimuovere oltre 4 milligrammi di nanoparticelle d’argento che significa circa un milione di miliardi di nanoparticelle.

Quindi, l’uso di silice con l’impronta di nanoparticelle potrebbe essere impiegato su larga scala per recuperare altri tipi di nanoparticelle, anche da acque reflue inquinate.