Sviluppo e funzionalizzazione di aerogel mediante CO₂ supercritica

La tesi analizza l’impiego della CO2 supercritica (scCO2) per la produzione e la funzionalizzazione di aerogel biopolimerici, con attenzione alla modulazione dei parametri di processo e alle proprietà finali dei materiali. Grazie alla densità regolabile, alla bassa viscosità e all’elevata diffusività, la scCO2 si conferma un fluido versatile per essiccazione e impregnazione, permettendo di preservare la microstruttura porosa e di incorporare composti bioattivi senza danneggiare il materiale. Il lavoro sperimentale comprende tre fasi: (i) ottimizzazione dell’essiccazione supercritica di alcolgel proteici; (ii) sintesi di aerogel di nanocellulosa (CNF) e carbossimetilcellulosa (CMC); (iii) funzionalizzazione con molecole aromatiche e liquidi ionici (ILs) per applicazioni nel packaging alimentare e nella cattura della CO2. Un’attenzione specifica è dedicata alla depressurizzazione, spesso trascurata ma cruciale per la stabilità degli aerogel. L’analisi termodinamica mostra che il rischio di collasso dei pori è concentrato nella transizione supercritico gas, indicando la possibilità di adottare rampe più rapide nelle zone sicure. Ciò consente di ridurre i tempi di processo mantenendo l’integrità strutturale. I campioni sono stati caratterizzati tramite analisi gravimetriche, isoterme di adsorbimento e prove di shelf life su frutti freschi (ribes rosso). I risultati confermano la possibilità di produrre aerogel di CNF e di integrarvi composti bioattivi mediante scCO2, aprendo prospettive per il packaging alimentare. Parallelamente, la funzionalizzazione degli aerogel di CMC con ILs mostra capacità di adsorbimento della CO2 competitive con la letteratura, suggerendo la loro potenziale applicazione in sistemi di carbon capture.