Agli inizi di novembre 2010 si è conclusa la prima edizione della “Start Cup Cnr-Il Sole 24 Ore”, la competizione organizzata dal Cnr (Consiglio Nazionale per le Ricerche) e il quotidiano Il Sole 24 ore, volta a favorire la nascita di imprese high tech a partire dai più promettenti risultati di ricerca. La finale, disputatasi tra 15 progetti altamente innovativi, ha visto la vittoria per il Nord Italia del progetto “Tessuti ceramizzati” presentato dalla Dott.ssa Anna Costa, ricercatrice dell’Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici (Istec) del Cnr di Faenza, e dal giovanissimo Lorenzo Zoli, studente di Chimica dei Materiali e Tecnologie Ceramiche dell’Università di Bologna, in collaborazione con Oliviero Ossani, dall’azienda “Oliviero Ossani, tessuti per l’arredamento”.
Gentile Dott.ssa Costa ci potrebbe spiegare in cosa consistono i “tessuti ceramizzati” e perché si possono considerare “autopulenti”?
I tessuti “autopulenti” che attualmente si trovano sul mercato sono prevalentemente dei tessuti rivestiti con una sorta di barriera di protezione idrofobica per impedire che il tessuto stesso si sporchi; poiché quindi lo sporco non arriva neanche ad attaccare il tessuto, la definizione di “autopulenti” è un pochino fuorviante. I tessuti ceramizzati che abbiamo ottenuto all’Istec invece sono effettivamente in grado di pulirsi e igienizzarsi alla luce del Sole mediante un processo fotochimico catalizzato da nanoparticelle di titanio ossido (TiO2). Questo si traduce in tessuti che non necessitano di essere lavati in lavatrice con detersivi, una sorta di “tessuti a lavatrice zero”!
Il titanio ossido è un semiconduttore che esposto ai raggi ultravioletti (UV-A) genera radicali dell’ossigeno superossidanti (OH• e O2-•) in grado di decomporre le sostanze organiche depositate sulla sua superficie, come lo sporco ma anche gli inquinanti e i microorganismi, trasformandole in acqua e CO2.
Il nostro processo di “ceramizzazione” è basato su un procedimento di impregnazione permanente delle fibre del 
tessuto, cotone principalmente, con nanoparticelle di titanio ossido. L’utilizzo delle nanoparticelle rispetto a particelle di dimensioni non nanometriche porta in questo caso ad un triplice vantaggio:
1) l’elevatissima area superficiale delle nanoparticelle consente un’alta efficienza del processo di auto pulizia;
2) le dimensioni delle nanoparticelle garantiscono la massima distribuzione ed adesione al tessuto,
3) le nanoparticelle consentono di avere un tessuto con le stesse caratteristiche di morbidezza del cotone originale.
Come avviene in pratica il processo di ceramizzazione?
Il processo di ceramizzazione avviene immergendo il tessuto in una sospensione acquosa di nanoparticelle di titanio ossido ed impregnando in questo modo tutte le fibre del tessuto stesso; l’adesione delle particelle di titanio ossido alle fibre di tessuto è garantita da legami idrogeno con i gruppi idrossili della cellulosa presente nel cotone, e successivamente, grazie ad un trattamento termico a 150°C, si ha la fissazione delle nanoparticelle alle fibre. Quest’ultimo passaggio è governato da un processo sol-gel che consiste nell’ottenere da nanoparticelle in soluzione, nanoparticelle in forma di gel che hanno un’aggregazione ordinata e formano un omogeneo rivestimento nano strutturato.
Che risultati avete ottenuto?
Abbiamo ottenuto degli ottimi risultati, sia in termini di qualità del tessuto sia in termini di proprietà autopulenti. Una caratterizzazione chimico-fisica delle fibre di cotone ceramizzate al SEM (Microscopio Elettronico a Scansione) ci ha 
dato informazioni sul grado di rivestimento delle fibre stesse, indicando che l’adesione delle nanoparticelle di titanio ossido è di fatto ottima; inoltre il tessuto mantiene le proprie caratteristiche di morbidezza, colore e traspirabilità. Infine una caratterizzazione funzionale del tessuto ha dimostrato due punti fondamentali:
1) i tessuti esposti alla luce del Sole si auto-puliscono efficacemente in pochissimo tempo; una macchia di vino rosso per esempio scompare in circa 4 ore, mentre una di caffè in 12 ore;
2) i tessuti ceramizzati resistono benissimo all’usura, e anche dopo 20 lavaggi in lavatrice a 150°C mantengono le loro caratteristiche.
Questo processo si può applicare anche ad altri tipi di tessuti?
Certamente, anche la lana ad esempio, che è basata su fibre di cheratina, può essere ceramizzata. I tessuti sintetici come il nylon invece presentano qualche difficoltà in più perché sono per natura idrofobici; questo vuol dire che quando li immergiamo in soluzioni acquose di nanoparticelle non abbiamo modo di fare entrare in contatto le fibre di tessuto con il titanio ossido. In questi casi si può funzionalizzare le nanoparticelle con dei rivestimenti idrofobici polimerici che non vengano “respinti” e favoriscano l’adesione con il tessuto, oppure modificare il tessuto stesso rendendolo meno idrofobico.
Cosa vede nel futuro dei tessuti ceramizzati?
Dal punto di vista scientifico un passo successivo potrebbe riguardare la funzionalizzazione del titanio ossido per consentire il processo di auto-pulizia non solo in seguito all’esposizione del tessuto ai raggi UV-A ma anche alla luce visibile. Inoltre sfruttare le capacità combinate anti-macchia e anti-batteriche per sviluppare tessuti anche auto-igienizzanti oltre che autopulenti, per esempio utili in applicazioni mediche. Infine da un punto di vista più pratico sicuramente è nostra ferma intenzione affidare alla creazione di un marchio “Made in Italy” la garanzia di qualità, durata e sicurezza dei prodotti proposti.
Ringraziamo la Dott.ssa Costa per la gentilezza e il tempo che ci ha concesso.
Chiara
