Ma ha anche alcuni limiti: può degradarsi nel tempo, soprattutto sotto luce solare intensa, ed è facilmente infiammabile.

Per migliorare le prestazioni di questo materiale, nel nostro gruppo di ricerca abbiamo studiato nuovi rivestimenti basati su polimeri funzionali. In particolare, ci siamo concentrati su una famiglia di polimeri chiamati poliammidoammine (PAA). L’idea è semplice: legare chimicamente il polimero direttamente alle fibre di cotone, rendendo il rivestimento più stabile e duraturo.

Un polimero derivato da un amminoacido

Il polimero utilizzato nello studio deriva dalla glicina, uno degli amminoacidi più semplici presenti in natura.

Abbiamo sintetizzato diverse versioni del polimero (M-GLY), variando la lunghezza delle catene molecolari. I tessuti di cotone sono stati poi immersi in soluzioni acquose contenenti il polimero.

Qui entra in gioco la chimica: attraverso polimerizzazione radicalica, il polimero si lega covalentemente alle fibre di cellulosa.

Il risultato è un materiale chiamato cotone graftizzato (COT-g-M-GLY): il polimero non è semplicemente depositato sulla superficie, ma ancorato stabilmente alle fibre.

Cosa succede alle fibre

Le analisi al microscopio elettronico mostrano che il rivestimento:

• ricopre uniformemente la superficie delle fibre

• penetra anche nella struttura interna della fibra

Un aspetto importante: il trattamento non altera la struttura cristallina della cellulosa, che rimane praticamente identica a quella del cotone non trattato.

In altre parole, la struttura fondamentale del materiale resta invariata.

E per quanto riguarda il fuoco?

Uno degli obiettivi dello studio era valutare il comportamento del cotone trattato in presenza di fiamma.

Il rivestimento riduce la velocità di combustione tra il 10% e il 30%.

Tuttavia, il materiale non diventa autoestinguente, caratteristica che può invece comparire quando il polimero è semplicemente adsorbito sulla superficie.

Una sorpresa: protezione dalla luce

Se il miglioramento nella resistenza al fuoco è moderato, lo studio ha evidenziato un vantaggio inatteso.

Il cotone trattato mostra maggiore resistenza alla degradazione da luce UV.

Dopo esposizione accelerata a raggi UVA e UVB, i campioni trattati presentano:

• meno ingiallimento

• maggiore stabilità del tessuto nel tempo

Risultati confermati da analisi spettrofotometriche.

Materiali più intelligenti per tessuti più duraturi

Questo lavoro mostra come la chimica dei materiali possa migliorare anche fibre naturali molto tradizionali.

Legare i polimeri direttamente alle fibre permette di progettare tessuti con proprietà mirate, come:

• maggiore protezione dalla luce

• migliore comportamento alla combustione

• maggiore stabilità nel tempo

Un esempio di come la chimica possa trasformare un materiale antico come il cotone in un tessuto più performante per le applicazioni moderne.

Qui l'articolo completo in open access.