Materiali che si puliscono e che si riparano da sé

ALESSANDRIA – Imparare dalla natura per creare nuovi materiali, un approccio “bioispirato” che integri la chimica con la fisica, la biologia e l’ingegneria: questo è il settore in cui opera Enrico Boccaleri, ricercatore nell’ambito della chimica dei materiali presso il Dipartimento di Scienze e Innovazione Tecnologica dell’Università del Piemonte Orientale. “Mi occupo in particolare di nanoscienze e nanotecnologie (1 nanometro equivale a 1 milionesimo di millimetro, ndr), lavorando su dimensioni molecolari e intermolecolari per arrivare a definire le funzionalità finali di un materiale” spiega Boccaleri. In questo modo si possono ottenere materiali nanostrutturati e studiare applicazioni di nanoingegneria, come per esempio un reattore che può essere contenuto in una provetta.

Uno degli studi del dottor Boccaleri e altri ricercatori del Disit, insieme alle Università di Torino e di Messina, al Campus biomedico di Roma e all’Enea, riguarda i materiali per il processo termochimico che serve per produrre idrogeno dall’acqua. Un altro settore riguarda il cemento, il materiale da costruzione più diffuso e per molte strutture non sostituibile con altri. In collaborazione con Buzzi Unicem, gruppo internazionale con sede a Casale Monferrato che si occupa di cemento, calcestruzzo e aggregati naturali, e l’Università di Torino, Enrico Boccaleri studia come aggiungere funzionalità al cemento tramite additivi per renderlo più durevole, più resistente all’effetto delle acque e dell’anidride carbonica, e per conferire proprietà autopulenti e di abbattimento degli inquinanti. “I materiali usati all’esterno si degradano e si sporcano facilmente a causa dell’inquinamento atmosferico: noi studiamo come sfruttare la radiazione solare per attivare proprietà autopulenti di composti inseriti nel cemento” spiega il ricercatore.

Altro aspetto molto importante è la sostenibilità ambientale della produzione del cemento, un materiale la cui produzione è molto impattante perché utilizza materiali di cava, argilla e calcare, e richiede molta energia per le alte temperature negli impianti e per azionare i mulini per la frantumazione. “Le nostre ricerche mirano a trovare nuovi metodi per produrre cementi utilizzando temperature minori negli impianti, e quindi meno energia, o con migliori proprietà meccaniche in modo da utilizzare minori quantità di materiale nelle strutture – illustra Boccaleri – altri studi riguardano come migliorare la durabilità del prodotto e come utilizzare cemento e calcestruzzo esausto, ovvero proveniente da demolizioni, come materia prima secondaria. Nel futuro intendiamo anche utilizzare come additivi per cemento scarti industriali. Come dico sempre agli studenti, le discariche saranno le miniere del futuro”.

Nello spin-off dell’Ateneo Avogadro Nova Res, una società nata con lo scopo di proporsi come partner di aziende intenzionate ad intraprendere nuove attività di ricerca nel settore dei prodotti innovativi, si studiano anche materiali intelligenti che si autoriparano: “si inseriscono nel cemento microcapsule che contengono agenti riparanti e che si attivano quando il materiale si deteriora, praticamente come fanno le piastrine del sangue per chiudere una ferita”.

“I laureati in chimica e scienze dei materiali, in particolare provenienti da questa università, hanno buone prospettiva di lavoro – dice Boccaleri – certo la ricerca ha bisogno di finanziamenti. Nel nostro settore spesso intervengono i privati, come Buzzi Unicem, per sostenere l’attività dei ricercatori e anche per finanziare i dottorati”.