Una nuova tecnologia di filtrazione dell'acqua, basata sull'impiego combinato di ossido di grafene e polisulfone, si è dimostrata efficace nella rimozione di contaminanti emergenti (EC) dall'acqua potabile.
Questo risultato, descritto in un articolo pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature Water, è frutto di una prolungata collaborazione tra l'Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isof) e l'azienda Medica Spa. L'obiettivo primario della ricerca è stato l'integrazione dell'ossido di grafene (GO) in filtri per acqua costituiti da fibre capillari cave, al fine di ottimizzare la cattura di diverse tipologie di contaminanti.
Il contesto ambientale attuale è caratterizzato dall'immissione continua di ingenti quantità di nuovi inquinanti, rappresentati da composti chimici utilizzati in svariati settori industriali, tra cui quello farmaceutico, agricolo, cosmetico (come i filtri solari), e nella produzione di ritardanti di fiamma. La loro persistente dispersione nell'ambiente rende sempre più urgente lo sviluppo di tecnologie di trattamento delle acque avanzate ed efficienti.
I filtri sviluppati nell'ambito di questa collaborazione si sono dimostrati capaci di rimuovere inquinanti particolarmente resistenti ai trattamenti convenzionali, come le sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS), gli antibiotici chinolonici e il piombo. Le prestazioni ottenute risultano paragonabili o addirittura superiori a quelle dei sistemi di filtrazione attualmente disponibili sul mercato. Oltre all'efficacia ad ampio spettro e alla sicurezza del processo, la nuova tecnologia presenta caratteristiche che la rendono particolarmente adatta a una successiva industrializzazione: è facilmente integrabile nelle linee di produzione esistenti, presenta costi di produzione contenuti e richiede un impiego minimo di ossido di grafene nelle membrane filtranti.
"Questo rappresenta un esempio concreto di come la ricerca fondamentale, orientata verso le esigenze del settore industriale e sostenuta da finanziamenti pubblici mirati, possa condurre a risultati tecnologici tangibili," ha dichiarato Vincenzo Palermo, tra gli autori del lavoro e direttore del Cnr-Isof di Bologna. "Abbiamo sviluppato una tecnologia che coniuga sicurezza e sostenibilità, grazie alla quale MEDICA S.p.A. avrà la capacità di produrre migliaia di filtri all'anno."
Il risultato raggiunto è il culmine di un'attività di ricerca iniziata oltre un decennio fa, che ha accompagnato lo sviluppo di membrane innovative basate su polisulfone e ossido di grafene. Un passaggio cruciale è stato rappresentato dalla realizzazione di una linea di produzione semi-industriale nell'ambito del progetto europeo GRAPHIL, finanziato dalla Graphene Flagship, che ha permesso di traslare la tecnologia dai prototipi di laboratorio alla fase pre-commerciale.
"Un ruolo fondamentale è stato giocato dalla forte sinergia che si è consolidata nel corso degli anni, caratterizzata da interazioni quotidiane e una stretta collaborazione tra i nostri team ," hanno sottolineato Manuela Melucci, ricercatrice del Cnr-Isof e Letizia Bocchi di Medica Spa, rispettivamente deputy leader e coordinatrice del progetto GRAPHIL.
Nel corso del 2024, la collaborazione con l'azienda Medica Spa. ha portato al lancio del Graphisulfone, una nuova generazione di membrane composite polisulfone-grafene-ossido, in grado di combinare processi di ultrafiltrazione e adsorbimento in un'unica soluzione tecnologica.
