Valutazione ambientale della sintesi sol-gel idrolitica di nano particelle di TiO2 tramite un approccio sinergico con software EATOS e metodologia LCA

La sintesi di nano materiali di dimensione e forma desiderata costituisce attualmente una delle principali aree di ricerca della chimica inorganica e della scienza dei materiali. Nonostante numerosissime strategie sintetiche siano sviluppate continuamente allo scopo di raggiungere un controllo sempre maggiore dei nano cristalli ottenuti, la loro valutazione ambientale tramite parametri quantitativi (le cosiddette Green Metrics), raramente accompagna le classiche valutazioni di resa, tempo di reazione e costo. Tutto ciò risulta particolarmente sorprendente considerando che gli effetti dei nano materiali sulla salute umana e sull’ambiente non sono ancora stati completamente stabiliti e/o chiarificati. Pertanto, la possibilità di optare per una determinata via sintetica rispetto ad un'altra, sulla base non solo della dimensione e della forma delle particelle desiderate, ma anche sul più basso impatto ambientale e sulla salute umana dell’intero processo, dovrebbe sicuramente costituire un aspetto fondamentale nella produzione di nano materiali opportunamente ingegnerizzati allo scopo di perseguire uno sviluppo sempre più sostenibile [1]. Il presente lavoro si propone di fornire una valutazione ambientale dettagliata della sintesi per via sol-gel idrolitica di nano particelle di anatasio (TiO2) [2] tramite la combinazione di due metodi: l’utilizzo del software EATOS (Environmental Assessment Tool for Organic Synthesis, [3, 4]) ed uno studio completo “dalla culla alla tomba” tramite metodologia LCA (Life Cycle Assessment). Nonostante queste due tecniche siano state già applicate in maniera sinergica e comparativa nella valutazione di alcune sintesi organiche [5, 6], questo studio rappresenta il primo esempio di applicazione alla sintesi inorganica di nano materiali. Trascurando i contributi energetici, le due metodologie utilizzate forniscono risultati assolutamente comparabili, evidenziando come il software EATOS possa essere utilizzato per una prima valutazione comparativa tra diverse vie sintetiche, ma anche per una valutazione quantitativa di una nuova sintesi messa a punto. Nonostante EATOS fornisca indicazioni assolutamente affidabili, anche nel caso di sintesi inorganiche, questo strumento deve successivamente essere integrato da una valutazione dell’intero ciclo di vita di quel determinato processo, per poter considerare anche l’impatto di altre categorie fondamentali quali ad esempio il consumo energetico, il trasporto, la distribuzione, l’utilizzo ed il destino finale di quel determinato materiale.