Impiego di nanoparticelle di biossido di titanio in rifinizione per lo sviluppo di cuoi con superfici smart

Impiego di nanoparticelle di biossido di titanio in rifinizione per lo sviluppo di cuoi con superfici smart

 

 

Se per un verso l’impiego di formulati commerciali a base di biossido di titanio è ampiamente diffuso, prevalentemente in relazione alla formulazione di alcuni pigmenti di rifinizione, il possibile utilizzo di nanoparticelle di TiO₂ ha un carattere prettamente innovativo, determinato dalle specifiche proprietà manifestate dal materiale in forma nano-strutturata, le cui applicazioni sono in grado di promuovere lo sviluppo di nuove generazioni di cuoi ad elevato valore aggiunto.

Il potenziale delle nanoparticelle di TiO₂ è stato nello specifico oggetto di approfondimento nell’ambito del Progetto SINAPSI, cofinanziato dal (ex) Ministero dello Sviluppo Economico, a valere sul Fondo per la Crescita Sostenibile – Sportello “Fabbrica intelligente”; il progetto, coordinato scientificamente dalla SSIP, ha visto in qualità di partner aziende altamente rappresentative nel campo della produzione di pelli ovi-caprine per calzature e pelletteria, come DMD SpA, capofila del progetto, nonché di aziende virtuose nella produzione pelli bovine per automotive, come LEVI Italia srl; il progetto, ha inoltre potuto contare sulla partecipazione di altri primari partner tecnici, come Assomac, Centro Ricerche Fiat e Centro di Ricerca Interdipartimentale NANO_MATES dell’Università di Salerno.

 

Complessivamente, il Progetto ha prodotto interessanti risultati sull’impiego delle nanotecnologie per la produzione di cuoi di nuova generazione ad elevata sostenibilità, circolarità e funzioni aggiunte [1-6], tra cui lavori dedicati al tema della sintesi e impiego di NPs (nanoparticelle) di TiO₂ in rifinizione [4]. Lo studio ha evidenziato una dimensione uniforme di circa 5–8 nm di diametro delle NPs di TiO₂ sintetizzate, ed un’elevata capacità di dispersione e stabilità in ambienti idrofili di queste, che è stata successivamente ottimizzata, attraverso processi di funzionalizzazione, per la dispersione e compatibilizzazione delle nanoparticelle nei più comuni chemicals di rifinizione. La caratterizzazione delle nanoparticelle è stata condotta attraverso indagine multi-diagnostica, che ha previsto l’impiego di diversi approcci di caratterizzazione, come: Microscopia Elettronica a Scansione (SEM) (Figura 1), Microscopia Elettronica a Trasmissione (TEM) (Figura 2), diffrattometria a raggi X (XRD), Nanoparticles Tracking Analysis (NTA) (Figura 3), Spettroscopia Infrarossa (FT-IR) (Figura 4),  Analisi Termogravimetrica (TGA) (Figura 5), associata a Differential Scanning Calorimetry (DSC).

 

Complessivamente, il Progetto ha prodotto interessanti risultati sull’impiego delle nanotecnologie per la produzione di cuoi di nuova generazione ad elevata sostenibilità, circolarità e funzioni aggiunte [1-6], tra cui lavori dedicati al tema della sintesi e impiego di NPs (nanoparticelle) di TiO₂ in rifinizione [4]. Lo studio ha evidenziato una dimensione uniforme di circa 5–8 nm di diametro delle NPs di TiO₂ sintetizzate, ed un’elevata capacità di dispersione e stabilità in ambienti idrofili di queste, che è stata successivamente ottimizzata, attraverso processi di funzionalizzazione, per la dispersione e compatibilizzazione delle nanoparticelle nei più comuni chemicals di rifinizione. La caratterizzazione delle nanoparticelle è stata condotta attraverso indagine multi-diagnostica, che ha previsto l’impiego di diversi approcci di caratterizzazione, come: Microscopia Elettronica a Scansione (SEM) (Figura 1), Microscopia Elettronica a Trasmissione (TEM) (Figura 2), diffrattometria a raggi X (XRD), Nanoparticles Tracking Analysis (NTA) (Figura 3), Spettroscopia Infrarossa (FT-IR) (Figura 4),  Analisi Termogravimetrica (TGA) (Figura 5), associata a Differential Scanning Calorimetry (DSC).

 

Per approfondimenti, si rimanda all’articolo completo, pubblicato sulla rivista Progress in Organic Coatings:

 

References:

1. Florio C., Favazzi A., Trigila F., Maffei G., Loi A., Nogarole M, Lambertini V. G., Sarno M., Enabling technologies for novel generations of sustainable and smart leathers, III IULTCS EuroCongress 2022 “Rinascimento: The Next Leather Generation”, Vicenza, Italy, 18th – 20th September 2022.
2. Florio C., Mascolo R., Cirillo C., Maffei G., Loi A., Sarno M., Zero chemical treatment of leather waste for highly performing, circular and sustainable finishings – Conference Paper – 37th WORLD CONGRESS of the International Union of Leather Technologists and Chemists Society (IULTCS), Chengdu, China, from October 17 to 20, 2023.
3. Fierro F., Iuliano M., Cirillo C., Florio C., Maffei G., Loi A., Batakliev T., Adami R., Sarno M. – Multifunctional leather finishing vs. applications, through the addition of well‑dispersed flower‑like nanoparticles – Scientific
   Reports – Nature portfolio | (2024) 14:2163 | https://lnkd.in/dyTF_4Sq IF 5.516 Q1.
4. Mariagrazia Iuliano, Claudia Cirillo, Francesca Fierro, Claudia Florio, Gaetano Maffei, Andrea Loi, Todor Batakliev, Renata Adami, Maria Sarno    Titania nanoparticles finishing for smart leather surface Progress in Organic Coatings Volume 192, July 2024, 108457, https://lnkd.in/d9hBp28r IF 6.6 Q1.
5. Claudia Cirillo, Mariagrazia Iuliano, Davide Scarpa, Luca Gallucci, Claudia Florio, Gaetano Maffei, Andrea Loi, Maria Sarno – Nanoparticles usage in leather processing: workers safety and health ACS Chemical Health & Safety May 6, 2024, https://lnkd.in/dHXyPZ9i IF 3.0 Q1.
6. “MULTIFUNCTIONAL PARTICLE INCLUDING TITANIUM DIOXIDE, SILVER, SILICON DIOXIDE”, Patent application n.102022000026556 – 12/22/2022, PTC/IB2023/063019/20/12/2023, OWNER: ITALIAN LEATHER RESEARCH INSTITUTE /INVENTORS: Claudia Florio, Claudia Cirillo, Eleonora Ponticorvo, Mariagrazia Iuliano, Maria Sarno.

 

 

 

A cura di Claudia Florio

Responsabile Scientifico Programmi di Ricerca SSIP 

 

Pubblicato il: 18.6. 2024 – 11:54