Caratterizzazione di membrane con rivestimento antibatterico per applicazioni nel campo della filtrazione d'aria = Characterization of membranes with antibacterial coating for air filtration applications

Il problema della resistenza agli antibiotici sviluppata da numerosi ceppi di batteri e funghi e la rapida diffusione di nuove patologie come dimostrato dalla recente pandemia globale di COVID-19 sono state riconosciute dall’OMS come principali minacce alla sanità pubblica a livello mondiale. In questo contesto, sono state sviluppate nuove tecniche al fine di ottenere materiali con proprietà antibatteriche, le cui applicazioni stanno riscuotendo successo anche nella realizzazione di filtri d’aria, rappresentando una strategia preventiva alla formazione e proliferazione di microorganismi. In questo scenario, le nanoparticelle d’argento (AgNPs) si sono rivelate estremamente promettenti grazie alle loro potenzialità antimicrobiche. Lo scopo di questo lavoro di tesi, è stato lo sviluppo e la caratterizzazione di membrane polimeriche ottenute tramite elettrospinning (PAN, PVP , Nylon) con proprietà antibatteriche per applicazioni nel campo della filtrazione d’aria. Le membrane sono state funzionalizzate con AgNPs incorporate nella soluzione da elettrospinnare o rivestite con un rivestimento composito (matrice di silice o zirconia) contenente nanoclusters di Ag depositato attraverso la tecnica del co-sputtering. Le membrane sono state quindi caratterizzate dal punto di vista della morfologia attraverso la microscopia elettronica a scansione con sorgente a emissione di campo (FESEM) e dal punto di vista composizionale tramite la spettrometria per dispersione di energia (EDS). Sono stati poi condotti test di rilascio ionico in acqua al fine di valutare il rilascio di ioni argento Ag+, la cui azione antibatterica è ampiamente riconosciuta, in diversi intervalli di tempo. Per quanto riguarda i test antibatterici, le membrane sono state sottoposte a diverse analisi: (a) test dell’alone di inibizione, (b) test di contaminazione batterica attraverso un bioaerosol contenente S.Epidermidis seguito dalla valutazione del numero di unità formanti colonie (CFU). A livello morfologico, le membrane funzionalizzate presentano una distribuzione meno uniforme di AgNPs, mentre quelle realizzate tramite co-sputtering risultano ben ricoperte dal rivestimento composito contenente nanoclusters di Ag. I test di rilascio ionico hanno testimoniato l’effettivo rilascio nel tempo di ioni argento in soluzione acquosa da parte delle membrane. Inoltre, i test dell’alone di inibizione hanno confermato le proprietà antibatteriche dei campioni testati, risultati positivi sono stati ottenuti anche per quanto riguarda i test di conta delle unità formanti colonie (CFU). Un confronto tra le due tecniche (funzionalizzazione con AgNPs e rivestimento via co-sputtering) è stato effettuato.