Sviluppo di materiali nanostrutturati di natura fibrosa mediante la tecnica di elettrospinning.

Lo scopo del progetto è quello di sviluppare nuovi materiali nanostrutturati di natura fibrosa mediante la tecnica di elettrospinning (elettrofilatura) e di applicarli per la produzione di nuovi strumenti diagnostici nel controllo della qualità degli alimenti. Il principio della tecnica di elettrospinning prevede, in estrema sintesi, l'estrusione di una soluzione polimerica da una siringa nello stesso tempo che, tra l'ago metallico della siringa e un opportuno collettore, viene applicata una opportuna differenza di potenziale. La differenza di potenziale applicata guida il processo di elettrofilatura, mentre il collettore ha lo scopo di raccogliere il materiale fibroso elettrofilato. Si rimanda al lavoro di Greiner per un approfondimento della tecnica [Greiner, A.; Wendorff, J. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 5670-703.] Sulla base dell'esperienza scientifica maturata dal gruppo di lavoro, le membrane nanostrutturate così prodotte verranno utilizzate come substrato per la produzione di biosensori per il controllo della qualità degli alimenti. Pertanto, una volta prodotte, le membrane verranno funzionalizzate con opportuni composti chimici e/o biologici. In particolare, i composti chimici da incorporare nella membrana saranno i mediatori redox organometallici (ferrocene e derivati), i metalli di transizione (osmio, rutenio, ecc.) e particolari forme nanostrutturate come le nanoparticelle metalliche e i carbonanotubi. Invece, i composti biologici da incorporare rientreranno tutti nella classe degli enzimi ossidoreduttasi. L'obiettivo finale della ricerca sarà quindi quello di ottenere una membrana nanostrutturata funzionalizzata con tutti gli elementi necessari per tradurre l'attività biologica di un enzima in un segnale elettrico facilmente misurabile elettrochimicamente. Il carattere innovativo della ricerca è legata alla produzione di membrane nanostrutturate. Gli enzimi e i mediatori chimici immobilizzati in queste strutture godranno di una elevata biodisponibilità grazie all'enorme rapporto superficie/volume offerto da queste nanostrutture. Pertanto, il risultato atteso è di produrre biosensori capaci di trattenere una maggiore quantità di enzimi attivi e caratterizzati da una superiore performance analitica rispetto ai biosensori classici. Sebbene la produzione e la funzionalizzazione di membrane nanostrutturate sia finalizzata alla produzione di biosensori, i risultati attesi potranno essere utili anche per altri settori tecnologici. Infatti, le potenzialità offerte da queste membrane nanostrutturate sono tali da poter intravedere una loro futura applicazione, per esempio, nel packaging, nella produzione di membrane per filtrazione, assorbimento e/o desorbimento controllato di aromi e additivi, nell'ingegneria tissutale, ecc. Si ritiene pertanto che il finanziamento della presente ricerca potrà essere uno stimolo anche per future collaborazioni con altri gruppi di ricerca.