Nuovi rivestimenti per le fiale di vetro utilizzate in medicina
Le superfici di contatto svolgono un ruolo importante in termini di funzionalità e prestazioni. Tuttavia, vi sono effetti sulla funzionalità, se al momento del contatto avviene l'adesione con farmaci a base di proteine. Un'altra conseguenza indesiderata che incide sulle prestazioni è rappresentata dalla coesione sulle superfici di contatto tra le fasi vetrose o il vetro e l'ambiente che pongono particolari problematiche tecniche. Il progetto ADGLASS(si apre in una nuova finestra) ("Adhesion and cohesion at interfaces in high performance glassy systems"), finanziato dall'UE, ha sviluppato nuove tecnologie di rivestimento, per modificare le forze al contatto con materiali vetrosi, onde impedire effetti indesiderati. Il lavoro ha ricevuto il potente supporto fornito da un ulteriore sviluppo di un recente metodo di modellizzazione atomistica, che integra più scale temporali e dimensionali, per collegare descrizioni di meccanica quantistica e classica. Gli scienziati hanno esteso la tecnica di modellizzazione e hanno sviluppato descrizioni classiche di potenziali energie e campi di forza. Hanno poi sviluppato simulazioni atomistiche quantistiche, quantistiche/classiche e semplicemente classiche di adsorbimento di proteine al contatto superficiale tra ossidi (biossido di silicio (SiO2) e biossido di titanio (TiO2)) e l'acqua. Sono state sviluppate descrizioni simili per simulare le proprietà meccaniche e chemio-meccaniche di superfici di contatto a strato sottile vetroso correlate alla propagazione di incrinature. Il lavoro sperimentale ha integrato la modellizzazione per entrambe le applicazioni. A seguito dei progressi teorici e sperimentali, il team ha prodotto e testato un rivestimento di plasma antiadesivo simile al polietilenglicole (PEG) per fiale di vetro da utilizzare in applicazioni farmaceutiche. Il rivestimento simil-PEG ha dimostrato un adsorbimento notevolmente inferiore rispetto a tutte le fiale di riferimento. L'ottimizzazione ha prodotto una riduzione di oltre 20 volte dell'adsorbimento di fibrinogeno. Le nanoparticelle di SiO2 integrate in una fase TiO2 come materiale legante hanno portato alla produzione di un rivestimento monostrato per pannelli di vetro con proprietà sia antiriflettenti che antimacchia (autopulenti). Anche se la portata del progetto non ha consentito lo sviluppo di una formula che ottimizzasse contemporaneamente entrambi gli effetti, il lavoro fornisce un importante orientamento per le ricerche future. La nuova tecnica di simulazione atomistica ADGLASS, dotata di inedita flessibilità rispetto alla dimensione del sistema modello ed eccellente precisione nella simulazione, diventerà un nuovo standard della modellizzazione di materiali a base quantistica. Gli esiti del progetto, in particolare i rivestimenti antiaderenti per fiale di vetro ad uso farmaceutico e lo sviluppo di applicazioni PV, avranno rilevanti effetti sui settori dell'assistenza sanitaria e dell'energia solare.
