Packaging antibatterico, fogli magnetici, pellicole e tessuti autopulenti, presto la cara vecchia cellulosa, oggi tutt'al più riciclata, potrà assumere proprietà finora destinate a materiali molto più sofisticati.
Un team congiunto di ricercatori dei laboratori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e del Center for Biomolecular Nanotechnologies di IIT a Lecce, ha, infatti, inventato un processo nanotecnologico che permette di rendere la carta impermeabile, fluorescente, antibatterica o magnetica in base alle necessità.
Il cuore della ricerca risiede in un particolare trattamento che viene effettuato in fase “post production”, ovvero dopo la produzione della carta, e che consente di legare alle fibre della carta nanoparticelle di diversa composizione chimica. La tecnica è universale e può fornire le funzionalità desiderate a materiali cellulosici come carta e tessuti in cotone mediante un processo semplice ed economico.
Una delle prime autrici del progetto è Despina Fragouli, giovane ricercatrice di IIT di origini greche, che il 30 
marzo scorso ha ricevuto il premio TR-35 Giovani Innovatori promosso dal Forum Ricerca Innovazione Imprenditorialità e Technology Review Italia, proprio per il progetto della carta intelligente. Fragouli lavora nei laboratori del Center for Biomolecular Nanotechnologies di IIT presso l’Università del Salento a Lecce, all’interno della squadra internazionale del gruppo Smart Materials, coordinato dalla ricercatrice greca Athanassia Athanassiou. Altro ricercatore del gruppo che si dedica allo sviluppo della carta intelligente è il ricercatore Ilker S. Bayer, di origini turche.
Il nuovo processo nano tecnologico è basato sull’uso di soluzioni monomeriche che contengono una certa quantità di nano o micro particelle con una funzione specifica. Applicato direttamente sul materiale cellulosico nella fase successiva alla sua produzione, il monomero (molecola base) diventa polimero (molecola nella quale i monomeri si ripetono in sequenza) grazie all’umidità presente sulle fibre di carta e alle caratteristiche chimiche della cellulosa.
In particolare ciò che si realizza è la formazione di soffici gusci polimerici tridimensionali che intrappolano una quantità del tutto controllabile di nanoparticelle intorno a ciascuna fibra, senza cambiare l’aspetto complessivo del materiale cellulosico, sia esso carta o tessuto.
Tali gusci in materiale nanocomposito rendono la cellulosa impermeabile all’acqua, grazie alla presenza del polimero idrofobico, e, allo stesso tempo, a seconda del tipo di nanoparticelle utilizzate, caratterizzata da funzionalità specifiche, Ad esempio antibatterica se i filler sono nanoparticelle d’argento, autopulente o altamente idrofobica se sono particelle di cera o teflon, fluorescente se sono quantum dots, o magnetica se sono nano particelle magnetiche.
Il processo, economico e biocompatibile, può essere utilizzato per la funzionalizzazione di tutti i tipi di materiali cellulosici che si trovano in commercio (per esempio carta, prodotti lignei, cotone, fibre, tessuti, membrane, ecc.) senza la necessità di modificare il loro processo di produzione standard.
Com'è facile intuire le applicazioni sono molteplici e molto interessanti: la cellulosa self cleaning può essere utilizzata per realizzare materiali per il packaging, o per la preparazione di tessuti impermeabili. Fogli altamente idrofobici possono essere utilizzati come supporto per la stampa resistente all’acqua. Fogli magnetici o che emettono radiazioni luminose possono essere sfruttati allo scopo di identificare o autenticare l’originalità di certificati, banconote, ecc., attraverso un rilevamento magnetico oppure ottico. I fogli di cellulosa antibatterica possono essere utilizzati per realizzare materiali per il packaging alimentare o in applicazioni biologiche. Infine, l’impatto sull’industria tessile può essere molto rilevante portando alla realizzazione di tessuti impermeabili, autopulenti, antibatterici o fungicidi, adatti all’uso di tutti di giorni.
