Nanomateriali e mascherine

di Valentina Palmieri

Alla fine del 1800, il Dott. Auguste J. Rossi, laureatosi all’Ecole Centrale de Paris, brevettò il cosiddetto bianco di titanio, il bianco più bianco che c’è. Prima di allora il colore bianco dei pittori era stato creato con il piombo o con il marmo, perché il Titanio era un elemento chimico abbastanza sconosciuto. Oggi invece è normale parlare di biciclette e protesi ortopediche in titanio. Anzi, in nanoparticelle di titanio. Infatti, oggi gli scienziati delle nanotecnologie sono in grado di creare la versione più piccola dei materiali a disposizione, ovvero la versione “nano”.

La nanotecnologia è la scienza rivoluzionaria che manipola la materia su scala atomica o molecolare.

Nano- è infatti un prefisso che sottintende, in questo caso, nano-metro.

Sappiamo che i centimetri sono una suddivisione più piccola del metro, un centimetro è infatti un centesimo del metro, un millimetro, invece, un millesimo del metro. Quanto vale allora un nanometro? Un nanometro è la miliardesima parte del metro: 0,000000001 m. Non possiamo assolutamente vedere cose così piccole ad occhio nudo.

Perché tanto sforzo per creare materiali così piccoli? L’obiettivo finale è creare materiali con proprietà fisiche e chimiche nuove.

Le nanoparticelle di titanio nella vernice sono vantaggiose perché in grado di riflettere il 98% della luce, questo vuol dire non solo che è possibile ottenere un bianco “bianchissimo”, ma anche un vero e proprio “repellente” della luce dipinto sui muri dei palazzi! Un condizionatore che tiene perennemente fresco.

Tantissime applicazioni dei nanomateriali in medicina sono in corso di studio. Le dimensioni così piccole, infatti creano delle interazioni uniche con i microbi, ovvero con i batteri e i virus, grandi per la maggior parte, tra i 100 e i 1000 nanometri. Insomma, combattono alla pari le nanoparticelle e i microbi. È stato dimostrato che molti nanomateriali, come le nanoparticelle di carbonio, di zinco o di titanio, sono anche delle ottime sostanze antibatteriche e/o antivirali.

Per questo motivo, si stanno studiando nuove mascherine speciali contenenti questi nanomateriali, in grado di uccidere il virus quando entra a contatto con tessuti “funzionalizzati”, ovvero imbevuti di nanoparticelle.

Mentre aspettiamo questa rivoluzione scientifica, scopriamo come funziona la mascherina chirurgica.

Una mascherina chirurgica riduce la possibilità di diffondere virus e batteri e protegge chi ci circonda perché blocca le goccioline presenti nelle secrezioni respiratorie emesse dalle persone che la indossano, evitando che i soggetti circostanti possano entrarne in contatto².

Le mascherine chirurgiche sono costituite generalmente da 3 strati di polipropilene. Il polipropilene, lo riconosciamo dalla scritta PP perché è utilizzato anche per produrre oggetti di uso comune, come gli scolapasta, i cruscotti degli autoveicoli ed i paraurti, i tappi e le etichette delle bottiglie di plastica, i bicchierini bianchi di plastica per il caffè.

Ma torniamo ai 3 strati della mascherina, ognuno ha una funzione diversa e quindi è stato progettato per avere una struttura fisica particolare.

• lo strato più esterno è idrofobo, ovvero ha subito un trattamento che consente di repellere le gocce d’acqua. Provate a versare acqua su questo strato e vi accorgerete che non verrà assorbita. In questo modo si evita che le goccioline esterne penetrino.
• lo strato intermedio è prodotto con una tecnologia speciale, detta melt blown, che crea fibre di tessuto molto fitte e con una disposizione irregolare, che conferisce alla mascherina la straordinaria capacità filtrante.
• Lo strato più interno ha invece una grande capacità assorbente, in grado di catturare l’umidità espulsa con l’espirazione, mantenendo asciutto il viso e proteggendo chi ci circonda da un eventuale infezione se siamo ammalati.

Cosa possiamo imparare dalle mascherine chirurgiche?

Innanzitutto, che uno stesso materiale può avere 3 funzioni completamente diverse, un po’ come l’uovo che può diventare frittata o ciambellone. E poi che ogni volta che indossiamo la mascherina chirurgica siamo molto altruisti, pat pat sulla spalla!

APPROFONDIMENTI

1. Come le nanotecnologie rivoluzionano l’industria dei coloranti https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969712012910#bb0035
2. Cos’è l’idrofobicità? https://www.youtube.com/watch?v=JbaScpYu8Vs