Nell'ambito della ricerca di prodotti alternativi caratterizzati da maggiore sostenibilità ambientale, presso i laboratori di Chimica Sostenibile del CIRI Energia e Ambiente sono presenti le competenze e la strumentazione per la sintesi di prodotti chimici funzionali, ovvero con una reattività specifica per determinati processi, che siano caratterizzati da alta biodegradabilità. Si intende con questo sia prodotti chimici in cui la materia prima sia costituita in larga parte da biomasse, sia prodotti privi di impatti negativi sull’ambiente. Nella progettazione di questi composti, in particolare, si fa attenzione al costo dei reagenti, all'assenza di tossicità di reagenti ed intermedi di reazione, e all'utilizzo di reagenti da fonti rinnovabili.
Laboratori dell’Unità Operativa Green Chemistry del CIRI ENA
I leganti nell’agricoltura vengono utilizzati per somministrare al terreno microelementi essenziali, normalmente si tratta di cationi metallici. Presso il CIRI ENA sono stati progettati e sintetizzati alcuni nuovi composti che potessero risultare buoni leganti per cationi metallici. I nuovi leganti sono adatti all'impiego agricolo e potenzialmente biodegradabili. Nella progettazione delle molecole si è volta l'attenzione al costo dei reagenti, all'assenza di tossicità di reagenti ed intermedi di reazione, all'utilizzo di reagenti da fonti rinnovabili. Delle molecole sintetizzate è stata misurata la biodegradabilità ad opera di comunità microbiche, la tossicità acquatica verso microorganismi d'acqua dolce, e la citotossicità, ovvero la tossicità sulle cellule. I composti sviluppati si prestano ad applicazioni in ambito agricolo somministrate sul terreno o sul fogliame, e veicolano elementi fondamentali quali rame, zinco e manganese.
La prassi di somministrare microelementi essenziali in agricoltura veicolandoli come complessi idrosolubili è ampiamente documentata. I leganti proposti, sintetizzati applicando il più possibile i metodi della Chimica sostenibile e specificamente l'uso di fonti rinnovabili, sono progettati per risolvere problemi di compatibilità ambientale di alcuni dei leganti comunemente in uso.
Applicazioni in ambito agricolo su vari tipi di colture, possibili applicazioni anche in altri settori industriali, tra cui quello chimico e manifatturiero.
Sintesi di molecole da materiali di scarto
Sintesi di leganti biodegradabili per l’agricoltura
Attraverso una collaborazione con VALAGRO SPA di Piazzano di Atessa (CH), leader nel settore dei fertilizzanti e formulati per l'agricoltura, è stata realizzata la progettazione di nuovi leganti per uso agricolo dotati di elevata biodegradabilità. L'applicazione consiste nella sintesi di vari leganti contenenti gruppi solfonato e/o amminoacidi e nella successiva preparazione di complessi con cationi metallici quali Ferro, Zinco, Manganese. I materiali di partenza sono, per quanto possibile, sostanze di origine da fonti rinnovabili (biomasse). Alcuni dei complessi più promettenti sono poi valutati dal punto di vista della biodegradabilità. Il partner industriale valuterà l'efficacia nell'uso agricolo e le potenzialità rispetto a prodotti attualmente in uso. Progettazione, sintesi e valutazione di nuove classi di leganti per uso agricolo e generale a partire da fonti rinnovabili.
Valagro SpA, Piazzano di Atessa (CH). Azienda multinazionale leader nel settore agrochimico
Alessandro Biasone, Giusto Cianci, Donata Di Tommaso, Alberto Piaggesi, Emilio Tagliavini , Paola Galletti, Fabio Moretti, J. Chrom. A 1282 (2013) 142– 152.
Processi per la produzione di prodotti chimici ad alta biodegradabilità a partire da biomasse