La "carta" filtrante realizzata con nanofili di ossido di titanio è in grado di intrappolare gli agenti patogeni e di distruggerli con la luce. Questa scoperta di un laboratorio dell'EPFL potrebbe essere utilizzata nei dispositivi di protezione individuale, così come negli impianti di ventilazione e condizionamento.

Nell'ambito dei tentativi di ridurre la pandemia di COVID-19, le mascherine di carta sono sempre più obbligatorie. La loro efficacia relativa non è più in discussione, ma il loro uso diffuso presenta una serie di inconvenienti. Questi includono l'impatto ambientale delle maschere usa e getta realizzate con strati di microfibre di plastica non tessuta in polipropilene. Inoltre, semplicemente intrappolano gli agenti patogeni invece di distruggerli. "In un ambiente ospedaliero, queste mascherine vengono riposte in appositi cassonetti e gestite opportunamente, "dice László Forró, capo del Laboratorio di Fisica della Materia Complessa dell'EPFL. "Però, il loro uso nel resto del mondo, dove vengono gettati in cassonetti aperti e persino lasciati per strada, può trasformarli in nuove fonti di contaminazione".

I ricercatori del laboratorio di Forró stanno lavorando a una soluzione promettente a questo problema:una membrana fatta di nanofili di ossido di titanio, simile nell'aspetto alla carta da filtro ma con proprietà antibatteriche e antivirali.

Il loro materiale funziona sfruttando le proprietà fotocatalitiche del biossido di titanio. Quando esposto a radiazioni ultraviolette, le fibre convertono l'umidità residente in agenti ossidanti come il perossido di idrogeno, che hanno la capacità di distruggere gli agenti patogeni. "Dal momento che il nostro filtro è eccezionalmente efficace nell'assorbire l'umidità, può intrappolare goccioline che trasportano virus e batteri, " dice Forró. "Questo crea un ambiente favorevole per il processo di ossidazione, che è innescato dalla luce."

Il lavoro dei ricercatori appare oggi in Materiali funzionali avanzati , e include esperimenti che dimostrano la capacità della membrana di distruggere E. coli, il batterio di riferimento nella ricerca biomedica, e filamenti di DNA in pochi secondi. Sulla base di questi risultati, i ricercatori affermano, anche se questo resta da dimostrare sperimentalmente, che il processo avrebbe ugualmente successo su un'ampia gamma di virus, compreso SARS-CoV-2.

Il loro articolo afferma anche che la produzione di tali membrane sarebbe fattibile su larga scala:la sola attrezzatura del laboratorio è in grado di produrre fino a 200 m ² di carta da filtro a settimana, o abbastanza per un massimo di 80, 000 mascherine al mese. Inoltre, le mascherine potrebbero essere sterilizzate e riutilizzate mille volte. Ciò allevierebbe le carenze e ridurrebbe sostanzialmente la quantità di rifiuti creati dalle maschere chirurgiche usa e getta. Finalmente, il processo di fabbricazione, che comporta la calcinazione dei nanofili di titanite, li rende stabili e previene il rischio che le nanoparticelle vengano inalate dall'utilizzatore.

Una start-up di nome Swoxid si sta già preparando a trasferire la tecnologia fuori dal laboratorio. "Le membrane potrebbero essere utilizzate anche in applicazioni di trattamento dell'aria come sistemi di ventilazione e condizionamento dell'aria, nonché in dispositivi di protezione individuale, "dice Endre Horváth, l'autore principale dell'articolo e co-fondatore di Swoxid.