PVD coatings with antibacterial/virucidal functionalities for automotive applications

Le industrie del settore tessile sono attività manifatturiere che sin dai tempi più antichi si occupano di produrre e lavorare fibre tessili. Sebbene in passato i tessuti fossero inerti e utilizzati limitatamente all’ambito del vestiario, ad oggi grazie all’avvento di nanotecnologie essi presentano specifiche funzionalità e proprietà tali per cui possono essere definiti smart. I tessuti tecnici presentano numerosi campi di applicazione fra cui quello dell’automotive. In questo settore, i nuovi prodotti tessili sono impiegati per realizzare il rivestimento dei sedili, cinture di sicurezza, copertura del volante, rifiniture interne ed esterne. Presentano diverse caratteristiche come idrorepellenza, resistenza alle macchie, all’abrasione, durata nel tempo oltre a essere confortevoli al tatto e alla vista. Con la recente pandemia si è sviluppata la consapevolezza dell’importanza di garantire igiene e pulizia negli spazi chiusi e sulle superfici, oltre ad un aumento dell’uso dell’automobile per spostamenti singoli. Per questo, è sorta l’esigenza di funzionalizzare le superfici dei substrati tessili impiegati nelle auto, rendendole antibatteriche. L’antibattericità non garantisce solo un vantaggio per la salute dell’uomo, ma anche una maggior durata della vita utile del tessuto, in quanto la crescita microbica che può avvenire sulla loro superficie può comportare un deterioramento delle fibre stesse come sbiadimento e lacerazione. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato lo sviluppo di un rivestimento nanostrutturato composito per conferire proprietà antibatteriche a diverse tipologie di tessuti per automobili. Tra i diversi agenti antibatterici esistenti, in questo studio è stato scelto l’argento nanoparticellare, noto per aver capacità antibatteriche contro batteri Gram positivi e Gram negativi, con bassi rischi di sviluppare citotossicità se utilizzato in basse quantità. L’ argento combina vari meccanismi di azione, come la rottura della membrana cellulare, inibizione della replicazione del DNA batterico ed altri, tali per cui riesce ad essere attivo contro uno spettro molto ampio di specie microbiche. Il rivestimento composito è costituito dai nanoclusters di argento inglobati in una matrice di ossido inorganico come SiO2. Il coating superficiale è stato depositato su 5 differenti substrati tessili, tessuto trama ordito, tessuto a maglia stretta, pelli naturali ed ecopelli, attraverso la tecnica del co-sputtering. Questa si basa sull’azione di un plasma che, accelerato verso il target del materiale che si vuole depositare, causa l’estrazione di atomi e agglomerati atomici che, andandosi poi a depositare sulla superficie del substrato, formano il rivestimento costituito da una matrice di silice amorfa in cui vengono dispersi nanoclusters di Ag, secondo una concentrazione ottimizzata da studi precedentemente svolti. Successivamente sono stati svolti test per valutare l’efficacia antibatterica, la resistenza del coating nel tempo e a condizioni di temperatura, umidità, sfregamento. Il lavoro di tesi si è concentrato sul coniugare inoltre l’efficacia antibatterica con la richiesta dell’azienda di mantenere inalterata l’estetica e il colore dei substrati tessili. Per fare ciò si è cercato, tramite la variazione dei paramenti di deposizione, di minimizzare lo spessore del coating, per rendere il rivestimento il più trasparente possibile, mantenendo inalterate le caratteristiche antibatteriche.