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La natura è un’affascinante fonte di ispirazione per il design di numerose strutture funzionali nelle scale micro e nano: la tela del ragno; le strutture fibrose sulle piante dei piedi dei gechi, che permettono loro di arrampicarsi su superfici lisce; le fibre vuote del mantello degli orsi polari, che catturano la luce incidente del sole e trasferiscono calore alla pelle scura.
Strutture di piccole dimensioni ma estremamente complesse offrono un grande vantaggio rispetto a quelle di grandi dimensioni, legato a un aumento dell’area di superficie.
Un ambito in cui le dimensioni nell’ordine dei nanometri inducono un incremento delle prestazioni è la filtrazione.
La filtrazione dell’aria e dei liquidi è un fenomeno fisico: particelle con dimensioni maggiori di quelle medie dei pori vengono bloccate nel cosiddetto “effetto setaccio”. L’efficienza della filtrazione dipende dalla dimensioni dei pori che, a sua volta, è legata alle dimensioni del diametro delle fibre.
Generalmente la dimensione dei pori è di tre o quattro volte più grande rispetto al diametro medio delle fibre. Ciò significa che la dimensione dei pori si riduce con l’assottigliamento delle fibre mentre, di conseguenza, l’efficacia di filtrazione aumenta.
L’inquinamento da materiale particolato disperso, particelle solide e liquide immesse nell’aria, è il più dannoso. Può infatti causare diversi effetti avversi sulla salute umana, dovuti alla capacità di penetrare a fondo nell’apparato respiratorio e nel sistema cardiocircolatorio causando irritazioni minori, acute o croniche, neoplasie al polmone o peggiorando patologie pregresse a carico di cuore e polmoni.
Le fonti principali di PM sono le emissioni industriali, le combustioni domestiche, il trasporto intensivo su strada, i nitrati e solfati secondari. Alcuni contaminanti come polline e microrganismi possono inoltre essere veicolati dal particolato e aggravare le condizioni patologiche precedentemente citate.
Le particelle più grandi, con diametro superiore a 10 micron, possono essere facilmente rimosse dall’aria che respiriamo utilizzando scrubber, vasche di sedimentazione e filtri a ciclone. Il PM10 può essere agevolmente bloccato dalle mucose delle cavità nasali, mentre le particelle più fini (con diametro inferiore ai 2,5 micron, ossia il PM2.5) penetrano a fondo nei polmoni e, dal punto di vista tecnico, sono più complesse da eliminare dall’aria.
Neatess®, la membrana filtrante su base cotone realizzata da Invenio utilizzando la tecnica dell’Electrospinning, trova oggi due campi di applicazione: una relativa a DPI e mascherine, già concretizzata, e l’altra legata alla filtrazione dell’aria, attualmente in fase di studio.
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