Sviluppo ed ingegnerizzazione di materiali compositi multifunzionali applicabili nell’abbattimento di microrganismi patogeni e nel trattamento acque

Lo scopo di questo lavoro di tesi consiste nello sviluppo di materiali nanocompositi multifunzionali implementabili in diversi campi applicativi: spray nasali antivirali e scaffolds bionanocompositi per purificazione acqua. Per l’applicazione biomedicale lo studio è stato rivolto all’ottimizzazione di composti ibridi, formati da una fase inorganica a base di nanoparticelle di argento (AgNPs) accoppiata ad una fase organica a base di un bio-tensioattivo o curcumina, un composto di origine vegetale via sintesi eco-friendly. I risultati hanno evidenziato effetti sinergici positivi migliorando le proprietà antivirali e antibatteriche della fase ibrida. Parallelamente, sul fronte ambientale, lo studio è stato rivolto allo sviluppo di matrici biopolimeriche (chitosano, agarosio o k-carragenina) accoppiate a nanofasi inorganiche adsorbenti (bentonite, idrotalciti) o antibatteriche (AgNPs) focalizzando la ricerca sull’ottimizzazione di diverse funzionalità: riduzione del contenuto di metalli pesanti e inquinanti organici, promossa dalle componenti biopolimerica e argillosa, e abbattimento di microrganismi patogeni promosso dalle AgNPs. Nell’ottica di sviluppare i materiali coerentemente all’applicazione identificata, i campioni sono stati sottoposti a processo di spray- freeze-drying nel caso delle sospensioni di AgNPs per spray nasale e liofilizzazione classica per la preparazione di scaffolds biopolimerici per il trattamento acqua. Con l’obiettivo di ottimizzare le formulazioni e correlare le proprietà chimico-fisiche dei materiali alle performance, è stata svolta un’approfondita caratterizzazione sia sulle sospensioni (ELS, DLS, XRD, UV-Vis, FT-IR, pH, TEM) che sui prodotti granulati (BET, SEM-FEG, SEM-EDS). Infine, sono state valutate le prestazioni funzionali dei nanocompositi mediante test antivirali, antibatterici e solo per gli scaffolds biopolimerici, l’adsorbimento di inquinanti modello (Cu2+, Metil Arancio e Rodamina B).