Progetto > Scopi e linee di ricerca
Gli obiettivi specifici da perseguire sono:
- 1- Sviluppare l'applicazione di enzimi ossidativi nella nobilitazione tessile -> PROCESSI BIOCATALITICI
- L'uso di enzimi ossidativi nel tessile è ancora limitato anche se questi enzimi si stanno imponendo come strumenti biotecnologici per diverse applicazioni industriali (legno, carta, alimentare, cosmetica, biosensoristica, sintesi chimica). La ricerca tessile sta scoprendo le loro potenzialità nel candeggio, nella tintura e nel finissaggio. I vantaggi riguardano la versatilità catalitica di questi enzimi e la loro possibile applicazione a un'ampia gamma di processi; la realizzazione di processi sostenibili in linea con le più stringenti normative ambientali (IPPC-BAT); il miglioramento delle prestazioni dei prodotti finiti e l'imposizione di nuovi standard qualitativi di mercato. In particolare, verrà studiato l'impiego delle ossidoreduttasi nella preparazione e candeggio delle fibre cellulosiche (cotone, lino, canapa, bambù) e per il finissaggio delle fibre naturali e sintetiche (funzionalizzazione superficiale mediante aggraffaggio di molecole di interesse).
Entrambi gli approcci sfrutteranno il meccanismo di reazione radicalico delle ossidoreduttasi che ha come effetto l'attivazione del substrato e che, a seconda delle condizioni, può risultare in reazioni di degradazione o di polimerizzazione
Data la limitata offerta di ossidoreduttasi commerciali e il crescente interesse scientifico e tecnologico per queste attività enzimatiche, la ricerca e l'identificazione di nuovi enzimi è un'attività particolarmente importante, con possibili ricadute tecnologiche e commerciali anche oltre la prospettiva temporale del progetto GREEN MADE.
- 2- Sviluppare tessili bioattivi mediante immobilizzazione di enzimi -> TESSILI BIOATTIVI
- Si tratta di materiali tessili che incorporano attività enzimatiche immobilizzate e per questo sono definiti bioattivi. Le applicazioni più ricorrenti riguardano la protezione e la filtrazione. Esistono tuttora ampi margini di sviluppo tecnico e commerciale per prodotti tessili bioattivi, con buone proprietà termo-fisiologiche e con ridotte problematiche di smaltimento alla fine del ciclo di vita, in grado di soddisfare bisogni emergenti in diversi settori applicativi. Ciò può portare all'acquisizione di un vantaggio competitivo e allo sfruttamento di nuove opportunità di mercato.
Le prestazioni dei tessili bioattivi in genere evidenziano limiti relativi alla stabilità degli enzimi nelle condizioni di uso di manutenzione. Per ovviare a questi inconvenienti saranno adottate soluzioni miranti ad incrementare la stabilità degli enzimi immobilizzati attraverso l'applicazione dei principi della nanobiocatalisi. Il partenariato GREEN MADE già dispone di una piattaforma di tessili bioattivi già sviluppata nel corso del precedente progetto Biotex . La fattibilità industriale dei processi è garantita dal fatto che non sono richieste tecnologie dedicate in termini di impianti, procedure e condizioni di applicazione poiché possono essere impiegate le tecnologie già disponibili nelle aziende tessili.
Partendo dalla piattaforma di tessili bioattivi disponibile, le attività si concentreranno sulla stabilizzazione dell'attività enzimatica mediante immobilizzazione su elementi micro- e nano-particolati secondo l'approccio della nanobiocatalisi e successiva integrazione con il carrier polimerico per l'applicazione sul substrato tessile.
- 3- Esplorare le potenzialità dei liquidi ionici come nuovi solventi nei processi di nobilitazione -> LIQUIDI IONICI
- I liquidi ionici sono composti chimici costituiti esclusivamente di ioni e di loro combinazioni, ma a differenza dei sali sono liquidi a temperatura ambiente anche senza la presenza di un solvente molecolare, poiché hanno punti di fusione inferiore al punto di ebollizione dell'acqua. La loro applicazione al settore tessile è tuttora in fase embrionale. Le potenzialità sono sicuramente ampie, viste le peculiari caratteristiche che li designano come "GREEN SOLVENTS". Hanno la capacità di influenzare gli aspetti cinetici e termodinamici delle reazioni, di incrementarne le rese e la selettività, di svolgere un'azione sinergica nella catalisi chimica ed enzimatica e sono ottimi solventi di composti chimici e di polimeri. L'ingegnerizzazione di nuovi processi più efficienti ed ecocompatibili basati sui liquidi ionici può rappresentare una innovazione radicale per il settore tessile, con tutti i vantaggi che ciò potrà comportare in termini di sviluppo e diffusione delle tecnologie dedicate. Il know how disponibile sull'uso dei liquidi ionici è ampio per settori quali la sintesi organica, la (bio)catalisi e le tecnologie separative, ma tuttora limitato per le applicazioni tessili. Le loro potenzialità di impiego saranno sperimentate in una serie di processi a umido come la preparazione, il candeggio, la tintura e il finissaggio. L'approccio sperimentale sarà quello di individuare i liquidi ionici più adatti allo scopo; studiare le caratteristiche dei processi dal punto di vista cinetico e termodinamico; impostare ed eseguire opportuni scale-up dei processi di interesse. Lo studio permetterà di verificare le possibilità applicative di questi nuovi solventi nell'ambito delle lavorazioni tessili.
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Progetto realizzato grazie al contributo di Unione Europea, Stato Italiano e Regione Lombardia nell'ambito del Bando ATP 2009 |
