Le tessere dei mosaici oggi sono green

Non solo vetro smaltato, pietre o ceramica, le tesserine dei mosaici oggi si stampano in poliuretano, meglio se sintetizzato seguendo i principi della chimica verde, utilizzando precursori meno tossici, prodotti con polimeri bio-based ecosostenibili e con una ridotta produzione di sottoprodotti e rifiuti pericolosi e persistenti. Un’evoluzione che non riguarda solo i materiali, ma anche la modalità di fruizione dei mosaici, resa dinamica e interattiva attraverso tessere “smart” che integrano sistemi in grado di modularne il colore, di proiettare immagini e filmati e riprodurre suoni sfruttando le nanotecnologie.

Le tecnologie dei mosaici intelligenti e sostenibili sono state messe a punto nell’ambito del progetto Dsctm Mosaicos (MOSAici Interattivi eCO-Sostenibili), che ha coinvolto diverse strutture del Consiglio nazionale delle ricerche: l’Istituto di chimica dei composti organometallici (Iccom) rsponsabile per il Cnr del progetto per la messa a punto di catalizzatori organometallici eco-compatibili per la sintesi di polimeri bio-based da matrice vegetali; l’Istituto di nanotecnologia (Nanotec) per la progettazione e realizzazione delle sorgenti di luce oled che verranno poi integrate nei mosaici e l’Istituto per i processi chimico-fisici (Ipcf) per la caratterizzazione dei materiali tramite microscopia elettronica e Dsc (differential scanning calorimetry) e la morfologia superficiale.

I poliuretani sono una classe molto vasta di polimeri organici le cui caratteristiche possono essere molto diverse tra loro, basti pensare al loro impiego nei cappotti isolanti degli edifici, nei nastri elastici e nelle guarnizioni o per realizzare le plastiche interne delle automobili, oltre che al loro utilizzo in resine e adesivi. “Una delle innumerevoli applicazioni del poliuretano è il cosiddetto ‘digital doming’”, spiega Caterina Fusco del Cnr-Iccom. “Si tratta di un particolare processo di ricoprimento di superfici non porose con uno strato spesso fino a 5 mm di resina che, una volta solidificata, rende tridimensionale l’oggetto ricoperto. Il doming con resine poliuretaniche viene sempre più utilizzato nell’industria grafica per prodotti resistenti alle scalfiture e che non ingialliscono per azione dei raggi Uv, come succede per altri tipi di resine. La ricerca di nuovi catalizzatori efficienti e al contempo più rispettosi per la salute e l’ambiente costituisce un obiettivo primario nello sviluppo di poliuretani bio-based. L’obiettivo del Cnr-Iccom ha riguardato lo studio di nuovi complessi metallici in grado di catalizzare la formazione del legame uretanico nella reazione dei polioli con gli isocianati”

I poliuretani si sintetizzano a partire da precursori appartenenti alla classe dei polioli e degli isocianati, intermedi ottenuti da fonti fossili non rinnovabili, con l’utilizzo di composti del mercurio come catalizzatori e/o basi corrosive e tossiche come le ammine terziarie. Come spiegato dalla ricercatrice del Cnr-Iccom: “La sintesi di poliuretani a base biologica permette di sostituire materiali petrolchimici ampiamente utilizzati nel campo delle decorazioni. Abbiamo sintetizzato un innovativo poliuretano a base biologica a partire dall’olio di soia”.

Uno dei maggiori ambiti della chimica verde riguarda proprio la sintesi di bio-plastiche, ottenute sfruttando fonti rinnovabili e diminuendo, se non eliminando, la presenza di composti tossici e pericolosi per l’ambiente. Assieme alla cellulosa, infatti, gli oli vegetali sono la fonte rinnovabile più abbondante sulla Terra: mentre la cellulosa è difficilmente processabile per ottenere polimeri e resine convenzionali, i trigliceridi presenti negli oli vegetali sono interessanti perché possono essere convertiti in molecole che contengono gli stessi gruppi funzionali dei polioli. “Il poliuretano che abbiamo ottenuto dall’olio di soia è stato applicato per la prima volta al doming digitale, utilizzando la tecnologia mosaico digitale®. Queste bioresine, infatti, possono competere favorevolmente con i polimeri fossili analoghi nelle applicazioni di doming. Inoltre, è stata messa a punto una sintesi efficiente di bio-poliuretani senza l’uso di composti del mercurio e dello stagno utilizzando un catalizzatore pulito ed ecologico a base di zinco”, conclude Fusco. “Tutti questi miglioramenti indicano che questa nuova formulazione di poliuretani a base di soia, che non ha precedenti in letteratura, apporta significativi benefici in termini di efficienza dei costi ed ecosostenibilità e ha un buon potenziale per applicazioni industriali”.

Fonte: Caterina Fusco, Istituto di chimica dei composti organometallici, Università degli Studi di Bari, fusco@ba.iccom.cnr.it