Silice green: il Cnr impara dalle spugne marine

spugna silice

Produrre in laboratorio artificialmente le fibre di biossido di silicio, riproducendo il comportamento delle spugne di mare. Un team di ricerca dell'Istituto nanoscienze del Cnr, prendendo spunto dai processi biologici che regolano tali creature, ha trovato il modo di creare in laboratorio il minerale, già in fase di brevettazione.

Ancora una volta la Natura funge da spunto per lo sviluppo di nuove tecnologie. I ricercatori dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Nano-Cnr) di Lecce in collaborazione con i colleghi dell’Università di Mainz (Germania) sono dunque riusciti a produrre in laboratorio la silice, ispirandosi a quanto fanno le spugne marine per sintetizzare tale materiale.

Numerosi potrebbero essere i vantaggi, primo tra tutti lo sviluppo di una tecnologia alternativa agli attuali metodi di produzione industriale, più economica e anche più ecologica, da porre come potenziale alternativa agli attuali processi industriali. Al contrario dei metodi in uso, che hanno bisogno di temperature elevate e soluzioni caustiche “che li rendono molto inquinanti ed energeticamente costosi” secondo gli esperti, con questa nuova soluzione i processi biologici di produzione di silice “si svolgono a temperatura ambiente, a pressione atmosferica e con soluzioni acquose neutre”.

La silice è uno dei minerali più abbondanti in natura ed è anche il componente principale di vetro e ceramica, della maggior parte delle fibre ottiche, dei dispositivi elettronici e medici, come confermato dagli esperti del Cnr.

Dario Pisignano, che ha coordinato lo studio spiega: “In natura esistono diversi organismi in grado di sintetizzare la silice: molti tipi di spugne di mare, ad esempio, impiegano una proteina, la silicateina, per innescare la sintesi di silice e guidarne la crescita in strutture ordinate che diventano l’impalcatura del loro scheletro”.

Così, il team di cui fanno parte anche Alessandro Polini, Stefano Pagliara e Andrea Camposeo, ha realizzato in laboratorio questo complesso meccanismo biologico: “Utilizzando una variante sintetica della silicateina e tecniche litografiche abbiamo guidato la crescita di silice in geometrie controllate. Le microfibre artificiali ottenute sono analoghe alla struttura microscopica dello scheletro di una spugna naturale”.

I potenziali sviluppi di tale ricerca sarebbero molteplici: “Strutture di questo tipo potrebbero essere integrate come guide ottiche per la luce in micro-dispositivi portatili, i cosiddetti lab-on-a-chip, dove è necessario trasportare segnali luminosi per distanze molto ridotte con estrema precisione. Stiamo anche lavorando su potenziali applicazioni della biosilice sintetica per realizzare strati elettricamente isolanti per l’elettronica” spiega Pisignano. “I prossimi passi sono rivolti a controllare meglio la crescita per realizzare nuove geometrie e a ottimizzare le caratteristiche ottiche ed elettroniche della biosilice sintetica”.

Gli esiti della ricerca sono stati pubblicati su Nature Scientific Reports.

Francesca Mancuso

Pin It

Cerca