SUNSHINE: sicurezza e sostenibilità dei nanomateriali multi-componenti

Negli ultimi anni si è parlato molto delle proprietà innovative offerte dai materiali di dimensione nanometrica (compresa tra 1 e 100 nm), e del fatto che essi vengano sempre più utilizzati in molteplici settori industriali (ad es. farmaceutico, edilizio, energetico). Tra i vari nanomateriali troviamo anche quelli multi-componenti (multi component nanomaterials, MCNMs), caratterizzati per esempio da due o più componenti di dimensione nanometrica, da un nanomateriale modificato in superficie tramite un opportuno rivestimento (come ad esempio un polimero) o da un nanomateriale incluso in una matrice solida.

Se da un lato questi nuovi materiali compositi hanno rivelato nuovi benefici e prestazioni mai osservate prima, dall’altro suscitano preoccupazioni riguardo alla salute umana e a quella dell’ambiente, principalmente a causa della difficoltà nello stimare i tassi di degradazione e la tossicità che può derivare dalle singole componenti di un MCNM integrate in un unico materiale.

È proprio da questo presupposto che parte il Progetto Europeo SUNSHINE di durata quadriennale che prevede lo sviluppo e la validazione di strategie Safe-by-Sustainable Design (S&SbD) per prodotti che incorporano nanomateriali multi-componenti (sul mercato ne sono presenti già oltre 1000), al fine di facilitarne l’implementazione su scala industriale. Capire come e quando si altera e/o si degrada la struttura di questi nuovi materiali, come si comportano quando interagiscono con l’ambiente esterno, ad esempio durante l’esposizione a pioggia, sole, vento, umidità, e acquisire informazioni riguardo al loro processo di invecchiamento, ci consente di stimare la qualità e la quantità di prodotti chimici rilasciati, in un’ottica di valutazione dei potenziali rischi per la salute umana e per l’ambiente.

SUNSHINE, finanziato dal programma Horizon 2020 della Commissione europea con 6.5 milioni di euro e che è la naturale prosecuzione del precedente progetto Europeo SUN, coinvolge su questi temi oltre 30 partner internazionali quali centri di ricerca, università e piccole e medie imprese (SMEs), coordinati dal gruppo di ricerca del professor Antonio Marcomini dell’Università Ca’ Foscari di Venezia. Il progetto mira allo sviluppo ed implementazione dei nanomateriali multicomponenti, con l’obiettivo di garantire sia le peculiari funzionalità del materiale finale, che la sicurezza di tutte le componenti durante l’intero ciclo di vita del materiale. Lo scopo è quello di reperire e sviluppare quante più conoscenze possibili su questi nuovi materiali attraverso specifici casi di studio, in particolare nei settori edilizio, agroalimentare, medico, energetico e dei trasporti.

Una prima fase sperimentale riguarderà la caratterizzazione chimico-fisica dei MCNMs, prima e dopo aver applicato un processo di invecchiamento accelerato che potrebbe influenzare il rilascio di nanomateriali potenzialmente pericolosi per la salute umana e l’ambiente. Il gruppo di ricerca infatti potrà avvalersi dell’utilizzo di una camera climatica che permette di variare al suo interno condizioni atmosferiche come luce, umidità e temperatura cui sottoporre i materiali. 

Tramite un approccio Safe-by-Sustainable Design si cercherà di ridurre il potenziale pericolo dei nanomateriali multi-componenti studiati già nella fase iniziale di formulazione, per esempio, modificandone la superficie con opportuni coatings, e cercando nel contempo di garantire le performance iniziali di prodotto e la fattibilità economica, per la loro implementazione su scala industriale.

Verrà per questo sviluppato un software di facile utilizzo per promuovere il dialogo, la collaborazione e lo scambio di informazioni tra i vari partner del progetto; supportare sia le piccole e medie imprese che le grandi aziende; consentire l’analisi rischio-beneficio dei materiali modificati secondo le strategie S&SbD in ogni fase del processo di innovazione per garantirne la sicurezza per la salute umana e per l’ambiente senza però compromettere la loro fattibilità tecnica e il loro successo commerciale.

Un ulteriore scopo che si prefigge il progetto, che si caratterizza già per una forte valenza di sostenibilità, è quello di favorire il dialogo tra il mondo industriale e gli enti normatori (che redigono le normative), fornendo linee guida per migliorare e adattare l'attuale legislazione in merito alla valutazione del pericolo, esposizione e rischio (e.g. REACH, biocidi, prodotti di consumo, alimenti e mangimi, tecnologie mediche) e linee guida standard (OCSE, ISO, CEN) per gli MCNMs.