Ricercatori dell'ICMM-CSIC hanno creato nanofiori magnetici di ossido di ferro che catturano nanoplastiche del PET, poi trasformate in materiali per rimuovere altri contaminanti dall’acqua, aprendo la strada a economia circolare e trattamenti idrici avanzati.
Dalla plastica che inquina l'acqua a uno strumento che aiuta a depurarla. Ricercatori dell'Istituto di Scienza dei Materiali di Madrid (ICMM) del CSIC hanno sviluppato nanoparticelle di ossido di ferro a forma di fiore, in grado di catturare nanoplastiche, frammenti mille volte più piccoli delle microplastiche, provenienti dal PET, uno dei materiali più comuni nelle bottiglie, negli imballaggi e nei capi in poliestere. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Chemical Engineering Journal.
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Il segreto sta nella forma. "L'ossido di ferro è un materiale magnetico che permette di intrappolare molti contaminanti allo stesso tempo. Inoltre, la sua struttura a nanofiori fa sì che le particelle abbiano più nuclei che cooperano per migliorarne le proprietà magnetiche", spiega Álvaro Gallo-Córdova, ricercatore dell'ICMM-CSIC e uno dei principali autori del lavoro, insieme a Rafael Herrera-Aquino e María del Puerto Morales.
Dalle microplastiche dei cosmetici alle nanoplastiche del PET
Non è la prima volta che queste particelle dimostrano la loro utilità: nel 2024 erano già riuscite a estrarre e degradare microplastiche, tra 0,001 e 5 millimetri, provenienti da cosmetici. Ora il salto è di scala. Le nanoplastiche hanno dimensioni dell'ordine del miliardesimo di metro, mille volte inferiori a quelle microplastiche.
"Quando arrivano a fine vita, gran parte delle plastiche in PET finisce nell'ambiente, dove la luce del sole e l'usura fisica agiscono come una carta vetrata che le sminuzza e le trasforma in nanoplastiche, una sorta di polvere finissima che contamina i nostri suoli e le nostre fonti d'acqua", aggiunge Gallo-Córdova.
Un solo grammo di questi nanofiori magnetici può catturare fino a 10.000 milligrammi di nanoplastiche, un valore che lo stesso gruppo definisce finora senza precedenti.
L'inquinante che aiuta a ripulire altri inquinanti
Il lavoro non si ferma alla cattura. Una volta intrappolata la nanoplastica, il team la trasforma in un materiale magnetico in grado di estrarre metalli pesanti o coloranti organici dall'acqua, e persino di partecipare a processi di degradazione catalitica.
"Dopo aver catturato le nanoplastiche grazie alle nostre nanoparticelle magnetiche, le valorizziamo in materiali funzionali, trasformando un residuo inquinante in una nuova materia prima in un'ottica di economia circolare", riassume il ricercatore. In altre parole, usano lo stesso residuo per eliminare un'altra forma di inquinamento, dando una seconda vita a qualcosa che normalmente finirebbe nei rifiuti.
Il processo consuma pochissima energia, perché il riscaldamento magnetico agisce in modo localizzato, proprio sulla superficie delle nanoparticelle, senza bisogno di riscaldare tutta l'acqua.
E resiste all'uso: dopo cinque cicli, i nanofiori hanno conservato l'88% della loro capacità di depurazione e hanno rilasciato nell'acqua meno dello 0,82% del ferro che contenevano all'inizio. Questo conferma che sono stabili, riutilizzabili e sicuri. Il team dell'ICMM-CSIC guarda ora al trattamento avanzato delle acque come prossimo ambito in cui applicare questa tecnologia.