Sviluppo di rivestimenti con proprietà antimicrobiche mediante modifiche chimico/fisiche di precursori polimerici preceramici funzionalizzati con nanoparticelle inorganiche. = Development of coatings with antimicrobial properties through chemical/physical modification of preceramic polymer precursors functionalized with inorganic nanoparticles.

Le contaminazioni batteriche continuano a rappresentare una sfida importante per la salute pubblica, sia per la resistenza agli antibiotici identificata dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) come una delle maggiori minacce globali, sia per la rapida diffusione di malattie e infezioni dovute alla presenza dei batteri. In questo scenario i nanomateriali sono una strategia innovativa e promettente per contrastare batteri, virus e funghi. Tra questi, le nanoparticelle di argento (AgNPs) sono particolarmente interessanti per il loro elevato potenziale antibatterico. Le AgNPs agiscono interagendo con le membrane cellulari dei batteri, compromettendone l'integrità e inibendo funzioni cellulari fondamentali come la sintesi proteica e la replicazione del DNA. L'obiettivo principale di questo studio di tesi è stato lo sviluppo e la caratterizzazione di un rivestimento composito con proprietà antibatteriche, basato su un precursore polimerico della silice, il Durazane 1800, funzionalizzato con nanoparticelle di silice (nSiO2) decorate con nanoparticelle di argento (AgNPs). Il Durazane 1800 è stato scelto per le sue eccellenti caratteristiche di adesione e la capacità di formare strutture porose stabili alle alte temperature, essenziali per ottimizzare la funzionalità del rivestimento. Il lavoro iniziale si è concentrato sulla realizzazione del rivestimento composito, disperdendo le nanopolveri di nSiO2-AgNPs, precedentemente sintetizzate presso il laboratorio GLANCE, all'interno della matrice polimerica di Durazane 1800. Dopo appropriati trattamenti termici, sono stati ottenuti rivestimenti con diverse proprietà. Successivamente, sono state testate varie condizioni di preparazione e deposizione dei coating su differenti substrati, studiandone le caratteristiche attraverso tecniche di analisi morfologica, composizionale e prove di attività antibatterica. I risultati dei test iniziali hanno evidenziato che, nonostante la buona dispersione delle nanoparticelle all'interno della matrice, la struttura densa del rivestimento non garantiva un’esposizione efficace delle AgNPs verso l’esterno, inibendo l’effetto antibatterico dovuto sia alle nanoparticelle stesse che agli ioni argento che solitamente vengono rilasciati. Alla luce di queste osservazioni, la seconda parte del lavoro di tesi si è orientata verso la valutazione di un nuovo approccio, combinando il Durazane 1800 con il polivinilpirrolidone (PVP), il quale è stato utilizzato come "filler sacrificale", al fine di migliorare la porosità del rivestimento e favorire una distribuzione più efficace delle nSiO2-AgNPs. I risultati preliminari hanno indicato che i rivestimenti a base di Durazane 1800 e PVP presentano una maggiore porosità e una migliore esposizione delle nanoparticelle di argento, per generare un effetto antibatterico. Lo studio ha evidenziato che l'integrazione di nanoparticelle d'argento all'interno di matrici polimeriche, come il Durazane 1800, costituisce un approccio promettente per lo sviluppo di rivestimenti con proprietà antibatteriche. Tuttavia, sono necessari ulteriori approfondimenti per analizzare con precisione la composizione dei rivestimenti, al fine di ottimizzare l'efficacia antibatterica desiderata. Sarà inoltre fondamentale identificare le caratteristiche strutturali più idonee a facilitare la diffusione degli ioni d'argento all'interno della matrice polimerica in cui sono dispersi.