La spugna nanotech che pulisce l’acqua

Da Genova – In seguito a incidenti navali o industriali, la salute dell’ecosistema di mari e fiumi può essere compromessa a causa del riversamento di sostanze oleose, come il petrolio, che per l’uomo sono difficili da isolare e rimuovere. I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) hanno ideato una spugna capace di assorbire gli oli separandoli dall’acqua e manovrabile con campi magnetici, fornendo così una nuova soluzione al problema dell’inquinamento idrico.
Il nuovo materiale è descritto nell’articolo “Magnetically driven floating foams for the removal of oil contaminants from water” pubblicato dalla prestigiosa rivista dell’American Chemical Society ACSNano, ed è stato ideato dal gruppo Smart Materials coordinato dalla Dott.ssa Athanassia Athanassiou, al Center for Biomolecular Nanotechnologies (CBN) dell’Istituto Italiano di Tecnologia presso l’Università del Salento a Lecce.
La nuova spugna è realizzata con materiali economici e processi nanotecnologici facilmente riproducibili su scala industriale. Il materiale di base è, infatti, la schiuma di poliuretano, un polimero comunemente usato per il confezionamento degli imballaggi e per l’isolamento termico, il quale è trattato con nanoparticelle di ossido di ferro e di politetrafluoroetilene (noto in commercio anche come Teflon), acquisendo proprietà magnetiche, superidrofobiche e superoleofile.
Il trattamento del poliuretano avviene in due fasi principali. Nella prima fase la schiuma viene bagnata con una soluzione contenente nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro; grazie all’assorbimento della soluzione, le nano particelle si dispongono all’interno della struttura porosa del polimero, agganciandosi debolmente al reticolo molecolare. La seconda fase consiste nel deposito delle particelle di politetrafluoroetilene sulla superficie della spugna, che si realizza spalmando polvere di Teflon con una paletta metallica fatta strofinare ripetutamente – il deposito avviene, cioè, sfruttando l’effetto triboelettrico. Tale trattamento rende il materiale capace di assorbire una quantità di sostanza oleosa fino a tredici volte il suo peso.

«L’ordine con cui si svolgono le due fasi del trattamento è importante per definire le proprietà di superficie della spugna – spiega la dott.ssa Despina Fragouli, la ricercatrice team leader di IIT prima responsabile della ricerca – solo se il Teflon è spalmato dopo l’introduzione delle nanoparticelle magnetiche, la superficie del poliuretano diventa altamente super-idrofobica e auto-pulente. Il risultato è una spugna leggera, galleggiante, in grado di incamerare sostanze oleose e che, grazie alle sue proprietà magnetiche, può essere manovrata attraverso opportuni campi magnetici in aree di diversa estensione».
«L’80% delle nanoparticelle introdotte nella schiuma può essere recuperato e riutilizzato dopo l’utilizzo” – commenta la Dott.ssa Athanassia Athanassiou, coordinatrice del team Smart Materials di IIT – la nostra nuova spugna, quindi, è un esempio di materiale innovativo, intelligente ed ecologico, in grado di rispondere a problemi importanti come l’inquinamento dell’ambiente».