Il progetto nasce dalla collaborazione tra le varie Facoltà della Libera Università di Bolzano e NOI Techpark. Da qui potrebbero nascere biosensori per monitoraggio di funzioni corporee oppure nell’agricoltura di precisione
Il rifiuti tecnologici oggi sono diventati un grave problema da gestire per la nostra società. Fino a qualche anno fa, nessuno ci pensava, nessuno si era posto il problema di dove finissero le apparecchiature elettroniche a fine vita. Poi qualcuno mostrò al mondo le immagini di discariche a cielo aperto, laboratori fatiscenti e improvvisati sul suolo cinese, dove persone, senza alcuna protezione e nel totale disprezzo delle basilari norme di sicurezza e igiene, smontavano, e smontano ancora, i rifiuti tecnologici per recuperare materiali e metalli preziosi utilizzati come conduttori.
L’indignazione fu tanta dai Paesi, soprattutto, industrializzati che non sapevano, o facevano finta di non sapere, come venivano smaltiti i rifiuti elettronici.
Dopo alcuni timidi interventi, impossibili da attuare per ovvie ragioni politiche in Cina, alcuni Paesi hanno deciso di investire nel recupero dei materiali elettrici ed elettronici, realizzando linee produttive che producono lavoro e reddito, con un giro d’affari di notevoli proporzioni, anche se la dipendenza dalla Cina, anche in questo settore, non è stata superata.
Ma oggi la mentalità, le idee e le necessità sono cambiate. Il recupero dei materiali e il riciclo sono diventati una necessità per sopravvivere, sia ai costi economici e produttivi, che ci sono dietro ad ogni materiale, sia agli equilibri ambientali.
Anche in questo caso, l’economia circolare e la sostenibilità diventano il punto di partenza e di riferimento per ogni azione. Da qui la ricerca. L’Università e i privati stanno investendo molto nei progetti di sostenibilità. Produrre i materiali per gli apparati tecnologici ha dei costi notevoli, perché gli elementi sono rari ed è molto difficile estrarli. Inoltre, la loro estrazione e produzione sono estremamente inquinanti e pericolose, basti pensare alle miniere da cui provengono, i macchinari utilizzati per l’estrazione e il trasporto, la raffinazione e la produzione.
Necessario e doveroso pensare ad un’alternativa nell’ottica circolare.
Biosensori dagli scarti della frutta
Da qui, l’équipe di ricerca del Sensing Technologies Lab, il laboratorio di nanotecnologie e sensoristica di Università di Bolzano al NOI Techpark di Bolzano, diretta dai proff. Paolo Lugli e Luisa Petti, ha sviluppato assieme a partner interni e internazionali una nuova tecnologia che utilizza la carta realizzata a partire dagli scarti della frutta per produrre circuiti elettronici stampati.
Questa tecnologia è nata da un altro progetto dei gruppi del prof. Lugli e del prof. Nitzan Cohen, preside della Facoltà di Design e Arti. Da qui sono stati convolti i gruppi del prof. Niko Münzenrieder della Facoltà di Ingegneria, i proff. Stefano Cesco e Tanja Mimmo e il ricercatore Andrea Polo di Scienze ambientali, agrarie e alimentari. Successivamente sono state coinvolte le Università di Trento, Padova e del Sussex. Finanziamenti sono arrivati anche da un progetto bilaterale della Provincia Autonoma di Bolzano nell’ambito della cooperazione tra Sudtirolo e Svizzera, coordinato dal ricercatore Giuseppe Cantarella.
I risultati del progetto sono stati raccolti nell’articolo scientifico Laser-Induced, Green and Biocompatible Paper-Based Devices for Circular Electronics, pubblicato su “Advanced Functional Materials”, che ha avuto l’onore anche della copertina.
Il principio ispirante è l’economia circolare. Tutto si basa su una tecnologia sostenibile e biocompatibile, a rifiuti zero. “Il processo produttivo – si spiega in una nota – prevede l’utilizzo della stampa laser per carbonizzare la superficie del substrato di cellulosa ricavata dai processi di lavorazione di mele, kiwi e uva. I substrati di carta sono realizzati con sottoprodotti della lavorazione di mele, uva e kiwi e rimpiazzano l’uso di polpa di legno vergine tipicamente usata per realizzare substrati di carta, riducendo così l’utilizzo di risorse naturali e privilegiando il riutilizzo di prodotti alimentari di scarto. Ottimizzando i parametri del laser, i ricercatori sono stati in grado di realizzare dispositivi elettronici come condensatori, biosensori ed elettrodi per il monitoraggio degli alimenti e per la misurazione della frequenza cardiaca e dell’attività respiratoria. La cellulosa a base di frutta e completamente priva di plastica si è rivelata sicura anche per l’uso sulla pelle umana. L’impiego di sostanze naturali permette infatti ai componenti elettronici di essere biocompatibili con i fibroblasti dermici umani, potenzialmente nei wearables e nei sistemi a contatto con la pelle. L’uso di un substrato naturale consente di attuare due strategie per il riciclaggio dell’elettronica. Nella prima, i dispositivi possono dissolversi a temperatura ambiente in un arco 40 giorni senza rilasciare residui nocivi: i componenti elettronici a base di carta si dissolvono in succo di limone (acido citrico), una soluzione naturale molto diffusa e a basso costo. Nella seconda, vengono reintrodotti in natura come supporto per la crescita delle piante o per l’ammendamento del suolo. Grazie a queste sue caratteristiche, questa tecnologia elettronica a basso costo può trovare applicazione per applicazioni nel mercato alimentare, nella diagnostica medica e nell’agricoltura intelligente e nell’Internet delle cose, con un impatto nullo o addirittura positivo sull’ecosistema.”.
Insomma, ancora una volta la ricerca applicata alla sostenibilità – e un pizzico di fantasia – sta producendo ottimi frutti, è il caso di dirlo. Adesso bisogna solo inserire nel circuito produttivo quanto scoperto e renderlo a disposizione di tutti. Impresa questa non del tutto semplice, vista l’assenza di contatti, in molti casi, tra ricerca e mondo economico, e la carenza di finanziamenti pubblici dedicati e ingenti che invitino gli investimenti dei privati, e visti i processi alla base dei sistemi economico-finanziari che tendono a frenare l’inserimento di nuove tecnologie innovative che non siano già ampiamente collaudate.
Ma noi oggi siamo più fiduciosi.
