Nasce la silice ecologica replicando le spugne marine

Presso l'Istituto Nanoscienze del Cnr è stato realizzata una nuova tecnica per la produzione di fibre di bi-ossido di silicio che s'ispira alla procedura utilizzata dalle spugne di mare. Questa tecnica sarà brevettata presto e promette di diventare un’alternativa innovativa ed eco-compatibile ai processi industriali.  Gli studiosi dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Nano-Cnr) di Lecce in collaborazione con i ricercatori dell’Università di Mainz (Germania) hanno dunque preso spunto dai meccanismi biologici per creare tecnologie più vantaggiose. Gli studiosi mostrano come produrre in laboratorio microfibre di biossido di silicio imitando ciò che fanno le spugne marine per sintetizzare questo materiale. Il metodo potrebbe svilupparsi in una vera e propria tecnologia alternativa agli attuali metodi di produzione industriale. “Minerale tra i più abbondanti in natura, la silice o biossido di silicio è il componente principale di vetro e ceramica, della maggior parte delle fibre ottiche e si usa nei processi di catalisi, nei dispositivi elettronici e in molte tecnologie mediche”, dice Dario Pisignano di Nano-Cnr che ha guidato la ricerca. “In natura ci sono vari organismi capaci di sintetizzare la silice, per esempio molte spugne marine utilizzano una proteina, la silicateina, per innescare la sintesi di silice e guidarne la crescita in strutture ordinate che diventano l’impalcatura del loro scheletro”. Il gruppo Nano- Cnr, operativo ai Laboratori Nnl dell’Università del Salento, di cui fanno parte Alessandro Polini, Giovanni Caldara, Stefano Pagliara e Andrea Camposeo, ha ‘copiato’ in laboratorio il meccanismo biologico marino. “Adoperando una variante sintetica della silicateina e tecniche litografiche è stata creata la crescita di silice in geometrie controllate. Le microfibre artificiali che abbiamo ottenuto sono analoghe alla struttura microscopica dello scheletro di una spugna naturale”, continua lo scienziato. “Strutture di questo genere potrebbero essere integrate come guide ottiche per la luce in micro-dispositivi portatili, i cosiddetti lab-on-a-chip, dove è necessario trasportare segnali luminosi per distanze molto ridotte con estrema precisione. Stiamo anche lavorando su potenziali applicazioni della biosilice sintetica per realizzare strati elettricamente isolanti per l’elettronica”. Già in fase di brevettazione, la tecnica messa a punto dai ricercatori sembra vantaggiosa ed eco-sostenibile: “Mentre i metodi convenzionali impiegano temperature elevate e soluzioni caustiche, che li rendono molto inquinanti ed energeticamente costosi, i processi biologici di produzione di silice si svolgono a temperatura ambiente, a pressione atmosferica e con soluzioni acquose neutre”, conclude Pisignano: “I prossimi passi sono rivolti a controllare meglio la crescita per realizzare nuove geometrie e a ottimizzare le caratteristiche ottiche ed elettroniche della biosilice sintetica”. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista 'Nature Scientific Reports'. Numerosi potrebbero essere i vantaggi, primo tra tutti lo sviluppo di una tecnologia alternativa agli attuali metodi di produzione industriale, più economica e anche più ecologica, da porre come potenziale alternativa agli attuali processi industriali. Al contrario dei metodi in uso, che hanno bisogno di temperature elevate e soluzioni caustiche “che li rendono molto inquinanti ed energeticamente costosi” secondo gli esperti, con questa nuova soluzione i processi biologici di produzione di silice “si svolgono a temperatura ambiente, a pressione atmosferica e con soluzioni acquose neutre”. Ancora una volta la Natura funge da spunto per lo sviluppo di nuove tecnologie.