I ricercatori cinesi hanno sviluppato un detersivo senza tensioattivi a base di fibre del legno e zeina: è efficace quanto i prodotti sintetici

I prodotti per la pulizia sono presenti in tutte le case: dal detersivo per il bucato al sapone per i piatti, dagli smacchiatori ai prodotti specifici per legno e altri materiali. Sappiamo ormai bene, però, che le sostanze chimiche che rendono questi prodotti così efficaci possono essere molto difficili da scomporre, e in alcuni casi possono danneggiare seriamente l’ambiente: i tensioattivi, in particolare, possono alterare il pH e il livello di fosforo dei sistemi idrici, portando a processi di eutrofizzazione e proliferazione di alghe.

Ora, i ricercatori cinesi hanno affrontato questo problema sviluppando un detersivo ecologico a base di cellulosa e zeina, la principale proteina del mais, capace di rimuovere le macchie su piatti e indumenti con la stessa efficacia dei prodotti commerciali. Il tutto, ovviamente, senza tensioattivi.

Detersivi ecologici: la scienza alla ricerca di nuove soluzioni

La crescente preoccupazione dei consumatori per l’impatto di alcuni prodotti sull’ambiente e sulla salute sta stimolando la ricerca di alternative sostenibili: avviene per i cosmetici, per i tessuti e per altri prodotti di uso quotidiano, come contenitori e utensili da cucina. Le preoccupazioni sono legate soprattutto all’inquinamento da plastica e ai pericoli nascosti nelle sostanze chimiche che maneggiamo ogni giorno – dai prodotti per la cura dei capelli alle candele profumate, dagli indumenti sportivi ai detersivi.

Trovare un’alternativa ecocompatibile ai tradizionali prodotti per la pulizia della casa, in questo senso, è particolarmente urgente: alcune sostanze chimiche presenti nei detersivi, infatti, rappresentano una concreta minaccia per diversi ecosistemi, a cominciare da quelli d’acqua dolce. Gli scienziati, perciò, stanno cercando delle soluzioni per ottenere dei detergenti efficaci come quelli commerciali ma privi di sostanze dannose come alchilfenoli polietossilati, fosfati e altri tensioattivi.

Gli sforzi compiuti fino a oggi hanno dato risultati contrastanti: i detergenti ecologici sono risultati efficaci ma piuttosto difficili da produrre e da risciacquare, cosa che li rende costosi e potenzialmente dannosi per tessuti e superfici. Gli scienziati, quindi, sono ancora alla ricerca di soluzioni efficaci, ecocompatibili e facili da ottenere.

L’ultima promettente scoperta arriva dalla Cina, dove un team di ricercatori guidato dal Professor Pengtao Liu ha sviluppato un detergente ecologico a partire da ingredienti vegetali e presenti in abbondanti fonti rinnovabili: il legno e il mais. In un progetto finanziato dal programma China’s Key Technologies R&D del Ministero della Scienza e della Tecnologia cinese, i ricercatori hanno combinato nanofibre di cellulosa con la zeina, la principale proteina del mais, per creare una particolare emulsione che permette di eliminare diversi tipi di macchie senza ricorrere ai tensioattivi.

Emulsioni di Pickering al posto dei tensioattivi: lo studio cinese

La cellulosa, spiegano gli scienziati nello studio pubblicato su ACS’ Langmuir, è in grado di attrarre e respingere l’acqua, quindi è efficace per formare emulsioni e attirare diversi tipi di macchie. La proteina del mais, invece, aiuta a stabilizzare l’emulsione e a trattenere gli oli. Per evitare l’uso dei tensioattivi, i ricercatori hanno fatto affidamento su un particolare tipo di emulsione, detta emulsione di Pickering, basata sulla presenza di nanoparticelle capaci di formare una barriera rigida intorno alle goccioline in emulsione, inibendone l’aggregazione.

Nel momento in cui si mescolano due sostanze immiscibili come olio e acqua, si formano piccole goccioline d’olio che si disperdono nella soluzione. Col passare del tempo, però, le goccioline tendono naturalmente ad aggregarsi per diminuire la quantità d’energia presente nel sistema, perciò serve un emulsionante, ovvero un agente in grado di mantenere le goccioline separate e con ciò stabilizzare l’emulsione.

I tensioattivi sono ancora i composti più utilizzati a questo scopo. Ma l’emulsione di Pickering, nota sin dagli inizi del Novecento, sta tornando ad attirare l’attenzione degli scienziati proprio in quanto possibile alternativa a queste sostanze.

Le particelle solide nell’emulsione di Pickering, si legge nello studio, “possono auto-assemblarsi per formare una barriera rigida all’interfaccia olio-acqua, inibendo efficacemente l’aggregazione delle gocce e stabilizzando l’emulsione”. In questo caso, lo stabilizzatore è rappresentato dal complesso di zaina e nanofibre di cellulosa ossidate, che aggregandosi per attrazione elettrostatica vanno a formare una sorta di guscio attorno alle gocce oleose.

Il detergente a base di cellulosa e zeina è efficace quanto quelli commerciali

Liu e colleghi hanno testato la capacità pulente del detergente a base di cellulosa e zeina su tessuti di cotone e stoviglie macchiati di inchiostro, olio di peperoncino e concentrato di pomodoro. Le prestazioni del nuovo detersivo sono state quindi confrontate con quelle di un detersivo per bucato in polvere e di un sapone per piatti disponibili in commercio.

Il nuovo detergente ecologico è risultato leggermente meno efficace nel pulire il tessuto di cotone rispetto a una soluzione di polvere per bucato di pari diluizione (1% di detergente o polvere in peso). A una concentrazione del 5%, però, il detersivo a base di cellulosa e zeina si è mostrato più efficace del detersivo per bucato diluito all’1% nel pulire tutte le macchie dal tessuto. L’esame al microscopio, poi, ha mostrato che il detergente non lascia residui sul cotone dopo il lavaggio e il risciacquo, il che suggerisce che non sia dannoso per i tessuti.

I ricercatori hanno anche testato la capacità del loro detersivo di rimuovere le macchie di olio di peperoncino da piatti in ceramica, acciaio inossidabile, vetro e plastica. Anche in questo caso, il detergente a base di cellulosa e zeina ha pulito quasi altrettanto bene del sapone per piatti commerciale a parità di diluizione e, con una concentrazione del 5%, il nuovo prodotto è risultato superiore. Sui piatti di acciaio inossidabile, per esempio, una soluzione al 5% di cellulosa e zeina ha rimosso il 92% della macchia, mentre il detersivo per piatti commerciali si è fermato all’87%.

Secondo i ricercatori, questi risultati dimostrano che il nuovo prodotto a base di fibre del legno e proteine del mais potrebbe costituire un’alternativa efficiente, economica e sostenibile ai detergenti sintetici attualmente in commercio.

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