I nanomateriali sono pronti per un uso diffuso nel settore delle costruzioni, dove possono offrire vantaggi significativi per una varietà di applicazioni che vanno dalla produzione di calcestruzzo più durevole alle finestre autopulenti. Ma l'uso diffuso nei materiali da costruzione comporta potenziali rischi per l'ambiente e la salute quando tali materiali vengono gettati via. Queste sono le conclusioni di un nuovo studio pubblicato dai ricercatori di ingegneria della Rice University questo mese in ACS Nano .

"I vantaggi dell'utilizzo dei nanomateriali nelle costruzioni sono enormi, " ha detto il coautore dello studio Pedro Alvarez, George R. Brown Professor di Rice e presidente del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale. "Se si considera che il 41% di tutto il consumo di energia negli Stati Uniti è consumato da edifici commerciali e residenziali, i potenziali benefici dei soli materiali a risparmio energetico sono enormi.

"Ma ci sono anche ragionevoli preoccupazioni per le conseguenze indesiderate, " Ha detto Alvarez. "Il tempo per l'ingegneria responsabile del ciclo di vita dei nanomateriali artificiali nel settore delle costruzioni è ora, prima che vengano introdotti in concentrazioni rilevanti per l'ambiente."

Alvarez e i coautori Jaesang Lee, un ricercatore post-dottorato alla Rice, e Shaily Mahendra, ora assistente professore all'Università della California, Los Angeles, notare che i nanomateriali avranno probabilmente un impatto maggiore sull'industria delle costruzioni rispetto a qualsiasi altro settore dell'economia, dopo applicazioni biomediche ed elettroniche. Citano dozzine di potenziali applicazioni. Per esempio, i nanomateriali possono rafforzare sia l'acciaio che il calcestruzzo, evitare che lo sporco si attacchi alle finestre, uccidere i batteri sulle pareti dell'ospedale, rendere i materiali resistenti al fuoco, migliorare drasticamente l'efficienza dei pannelli solari, aumentare l'efficienza dell'illuminazione interna e persino consentire a ponti ed edifici di "sentire" le crepe, corrosione e stress che alla fine causeranno cedimenti strutturali.

Nella compilazione del rapporto, Lee, Mahendra e Alvarez hanno analizzato più di 140 articoli scientifici sui benefici ei rischi dei nanomateriali. Oltre alla miriade di vantaggi per il settore edile, hanno anche identificato potenziali effetti negativi sulla salute e sull'ambiente. In alcuni casi, le stesse proprietà che rendono utili i nanomateriali possono causare potenziali problemi se il materiale non viene smaltito correttamente. Per esempio, Le particelle di biossido di titanio esposte alla luce ultravioletta possono generare molecole chiamate "specie reattive dell'ossigeno" che impediscono la formazione di pellicole batteriche su finestre o pannelli solari. Questa stessa proprietà potrebbe mettere in pericolo i batteri benefici nell'ambiente.

"Esistono modi per progettare in anticipo i materiali per renderli rispettosi dell'ambiente, " Ha detto Alvarez. "Esistono anche metodi che ci consentono di considerare l'intero ciclo di vita di un prodotto e di garantire che possa essere riciclato o riutilizzato piuttosto che gettato via. La chiave è comprendere i rischi e le implicazioni specifici del prodotto prima che venga ampiamente utilizzato".