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INITIO, una svolta nella lotta agli inquinanti. Intervista a Ludovico Valli

Ada Facchini

Sensori chimici innovativi per la rivelazione enantioselettiva degli inquinanti chirali. In una sola parola, INITIO, un progetto triennale, finanziato dal programma europeo Horizon2020, che vede impegnati centri di ricerca e partner industriali di vari paesi europei. Irlanda, Finlandia, Francia, Estonia. Per l’Italia: Eurochem Italia Srl, l’Università di Roma Tor Vergata, capofila del progetto coordinato dal professor Roberto Paolesse, e un gruppo di chimici, fisici e biotecnologi dell’UniSalento, guidati dal professore Ludovico Valli.
Abbiamo parlato con lui di molecole chirali, inquinanti emergenti e nasi chimici.

Il team di UniSalento coordinato dal prof. Valli

Qual è il ruolo dell’Università del Salento nel progetto INITIO?
Siamo uno dei sei partner accademici di un progetto FET, il programma di finanziamenti europeo per la ricerca di base e applicata. L’unità di Lecce ha il compito di depositare e immobilizzare su adeguati supporti lo strato attivo ultrasottile, sensibile alle molecole da rilevare.

Siamo nell’ambito delle nanotecnologie?
La nanotecnologia è funzionale alla tecnica di rilevazione, la SPR – Surface Plasmon Resonance. Lo strato attivo è un film di dielettrico, che manifesta proprietà spettroscopiche particolari quando il suo spessore non supera i 50 nm. Si caratterizza per la capacità di smorzare onde evanescenti sulla superficie ultrasottile.

Cosa sono le molecole chirali?
Le nostre mani sono uguali. Una è l’immagine speculare dell’altra. Ma non sono sovrapponibili. Alcune molecole organiche manifestano la stessa proprietà. In questo caso si parla di sostanze chirali, otticamente attive, che possono presentare proprietà estremamente differenti dal punto di vista dell’attività fisiologica e biometrica.

In cosa possono essere diverse le forme chirali?
È famoso il caso del farmaco talidomide, che veniva dato alle donne in gravidanza come antinausea. Un enantiomero, una forma chirale, è il farmaco antinausea, l’altro invece è un inibitore della crescita degli arti. Alla fine degli anni ’50, in America, ci fu un’alta percentuale di bambini focomelici.

Sensori INITIO

Un altro esempio di sostanza che esiste sotto due forme chirali differenti è il limonene. In questo caso, è una proprietà organolettica a variare e si percepiscono odori differenti, dal mandarino/arancio al limone, a seconda dell’enantiomero con cui si lavora.

Quali sono le differenze a livello chimico tra due enantiomeri?
A livello di chimica organica, è fondamentale la disposizione tridimensionale dei gruppi sostituenti intorno al carbonio. Sono fenomeni di sensing selettivo, di selettività host guest: la chiave che entra nella toppa, se la capovolgi, non entra più. Anche altre molecole inorganiche di sostanze tetravalenti come il carbonio possono presentare questo problema.

É possibile separare due enantiomeri?
La chiralità non è semplice da controllare. Gli enantiomeri hanno le stesse proprietà chimico e fisiche: punto di ebollizione, punto di fusione, solubilità. Avere un sensore in grado di discriminarli è di fondamentale importanza; se un enantiomero interagisce preferenzialmente rispetto all’altro si possono anche separare.

E una volta separati?
I progetti di ricerca sono spesso fatti nell’ottica dell’economia circolare. La sostanza di scarto che si rivela si può allontanare, per eliminarla e smaltirla, o riutilizzare. Sono i cosiddetti sintòni, molecole che possono servire a successive sintesi organiche o per creare nuove molecole, più utili o più interessanti.

Cosa sono gli inquinanti emergenti?
Gli inquinanti emergenti sono la nuova generazione. Siamo abituati a parlare di sostanze inquinanti classiche, come l’NO2 o il benzene, che si forma per combustione non completa. Con lo sviluppo di sempre più disparate tecnologie ne sorgono di nuove, più o meno complesse dal punto di vista della composizione e della struttura chimica.

Da dove provengono gli inquinanti emergenti?
Soprattutto dal campo dei pesticidi e dei feromoni, dove si punta a una selettività dell’interazione con l’organismo che si vuole debellare. Ci sono inquinanti emergenti che possono avere un impatto notevole sulla qualità del cibo, delle acque e della materia organica degli organismi viventi.

State costruendo dei nasi chimici?
L’immagine di un naso rende l’idea, per la capacità di “riconoscere”, esattamente come i sensori che abbiamo nel nostro organismo. Si mutua quello che si conosce. Però i sensori non saranno usati solo su matrici gassose. Per matrici liquide, ad esempio, si potrebbe parlare anche di lingua elettronica.

Quali sono i possibili ambiti di utilizzo?
I più disparati, anche in connessione con le unità che lavorano all’interno dei gruppi di ricerca.
I finlandesi sono interessati alle analisi sulle renne. Gli irlandesi sui bovini. I francesi, invece, orientati verso studi di matrici liquide, parlano di lingue elettroniche.

Ada Facchini
Ada Facchini

Astrofisica per formazione universitaria, con esperienza di ricerca in planetologia ed evoluzione stellare. Umanista per modo di essere. Mi occupo di promozione culturale, di lettura e scrittura in varie forme: la Scientifica della divulgazione, la Visiva del cinema, la Creativa della letteratura.

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