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Una pellicola sottilissima e biodegradabile in grado di rivestire volumi di acqua: possibili applicazioni in ambito agroalimentare, farmaceutico e biomedicale
‘La forma dell’acqua’ che ha dato il titolo alle opere letterarie e cinematografiche di Andrea Camilleri, Daniel Kraus e Guillermo del Toro resta uno dei fenomeni più affascinanti della natura. Un gruppo di ricercatori dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti (Cnr-Isasi), dell’Istituto di polimeri compositi e biomateriali (Cnr-Ipcb) e il Center for Advanced Biomaterials for Healthcare dell’Istituto italiano di tecnologia di Napoli (Cabhc-Iit) ha pubblicato sulla rivista Science Advances un articolo riguardante un processo che permette di ottenere una pellicola sottilissima in grado di rivestire volumi di acqua o di materiali gelatinosi a base acquosa, che rimangono così racchiusi e sigillati. Un modo per creare un vero e proprio packaging che consente di controllare, per l’appunto, la ‘forma dell’acqua’. Il processo avviene istantaneamente e in modo completamente spontaneo, a partire da una piccola goccia di soluzione polimerica messa in contatto con la superficie del liquido da confezionare.
“Con questo processo possiamo cioè creare vestiti ‘su misura‘ a prescindere dalla forma assunta dall’acqua. Il packaging, infatti, avviene sia nel caso di una goccia appoggiata su una superficie, sia nel caso di una goccia pendente da un orifizio o di un film liquido depositato all’interno di un contenitore: in quest’ultimo caso il polimero riveste e sigilla tutta la superficie libera del pelo dell’acqua”, spiegano Sara Coppola e Pietro Ferraro ricercatori Isasi.
I vantaggi
L’acqua è una delle sostanze più presenti sul nostro pianeta, copre due terzi della superficie terrestre, è fondamentale per la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi a partire dai micro-organismi. “E per garantire il funzionamento di complessi processi industriali e di trasformazione, quali quelli della farmaceutica e dell’agroalimentare”, proseguono i ricercatori. “Ci si aspetta pertanto che i risultati di queste ricerche trovino applicazione in molte fasi dei più diversi ambiti a partire da quelli biomedicali, visto che la confezione può essere costituita da un polimero biodegradabile e biocompatibile, due requisiti fondamentali per questo settore. Ma riuscire a manipolare piccoli volumi d’acqua e, soprattutto, creare dei rivestimenti che si adattino alle complesse forme che il liquido può assumere è un vantaggio notevole per molti processi nei quali su diverse scale, dal centimetro fino a dimensioni del nanometro (miliardesimo di metro), sono importanti la manipolazione, ingegnerizzazione e funzionalizzazione dei materiali”.
“Inoltre, possono essere rivestiti completamente anche volumi di gel o in generale di materiale altamente idratato, come tessuti biologici di una qualsiasi forma quali sfere, cubi, protesi, organi complessi, per trasporto, preservazione e protezione da agenti esterni”, commenta Paolo Netti coordinatore del centro Iit di Napoli. “Il solvente viene estratto dall’acqua e la variazione della tensione superficiale guida la formazione istantanea del film che si espande in modo conforme alla geometria assunta dal liquido. Il processo avviene in qualche secondo e, grazie alla lenta estrazione del solvente, si genera un film omogeneo e non poroso. Controllando la quantità di polimero impiegata è possibile controllare lo spessore del rivestimento prodotto”.
“Il processo sviluppato è al contempo innovativo e semplice, e potrà consentire di confezionare sistemi ad alto contenuto di acqua con diversi tipi di materiali polimerici. In tal modo sarà possibile realizzare rivestimenti caratterizzati da proprietà (trasparenza, permeabilità ai gas, proprietà meccaniche) opportunamente modulate in funzione dell’applicazione finale”, conclude Gennaro Gentile, ricercatore Ipcb.
