Molecole anfifiliche da biomasse: loro proprietà tensioattive ed applicazioni in campo ambientale.
Progetto Quando una sostanza è in grado di abbassare la tensione superficiale di una soluzione acquosa, si dice che ha proprietà tensioattive. Affinché una molecola possieda attività tensioattiva è necessario che possieda una struttura molecolare anfifilica sia cioè costituita da una porzione idrofilica e da una idrofobica. Aumentando la concentrazione di tensioattivo diminuisce progressivamente la tensione superficiale dell'acqua. Per un dato valore di concentrazione, maggiore della concentrazione critica macellare (c.m.c.), le molecole di tensioattivo sono in grado di aumentare la solubilità apparente di composti idrofobici.
I tensioattivi trovano ampio utilizzo in campo ambientale, nelle attività di bonifica dei suoli contamimati da inquinanti organici (remediation). Tecnologie ambientali quali il soil washing ed il soil flushing ricorrono all'utilizzo di tensioattivi di sintesi per incrementare la solubilità apparente di inquinati organici a bassa solubilità in acqua. Purtroppo però, i tensioattivi sintetici comunemente usati (Triton X-100, Tween 80,..) presentano elevato costo e potenziale tossicità. Studi condotti con acidi umici estratti da suoli e biomasse hanno evidenziato che anche tali molecole possiedono proprietà tensioattive, in virtù delle quali, potrebbero candidarsi ad essere utilizzate per la mobilizzazione di inquinanti organici (es. tetracloroetene) in soluzioni acquose. Le tradizionali tecniche di estrazione delle sostanze umiche e umo-simili, prevedono l'utilizzo di soluzioni alcaline diluite e successiva precipitazione con soluzioni acide diluite. Questa tecnica di estrazione risulta essere purtroppo molto dispendiosa. Potrebbe quindi essere interessante considerare tecniche di estrazione alternative come l'estrazione in CO2 supercritica. Il processo di estrazione in CO2 supercritica si basa sul principio secondo il quale, a pressione sufficientemente elevata e temperature variabili, parte della CO2 può liquefarsi, ottenendosi una miscela gas-liquido, ed essere utilizzata come solvente per l'estrazione di principi attivi e/o essenze naturali da matrici diverse (suoli, biomasse etc.). Obbiettivo del progetto è quello di studiare le proprietà tensioattive di molecole anfifiliche estratte da biomasse di scarto a seguito di estrazione con metodi tradizionali ed con CO2 supercritica. Parallelamente, tali molecole, saranno testate per le loro proprietà solubilizzanti molecole organiche di differente polarità e di particolare interesse in relazione alla loro diffusione come inquinanti. Il progetto di ricerca si concretizzerà nella caratterizzazione delle molecole anfifiliche per quanto attiene: le proprietà chimiche (analisi elementare, determinazione dei pesi molecolari, spettroscopia DRIFT ed NMR); le proprietà chimico-fisiche e tensioattive (misure di tensione superficiale ed interfacciale, determinazione della c.m.c.); le proprietà fisiche (porosità e aree superficiali); le proprietà biologiche (prove di biodegradabilità).