Con la membrana filtrante sul mercato mondiale
L'ETH Raffaele Mezzenga e il suo assistente in capo Sreenath Bolisetty hanno sviluppato una membrana filtrante che rimuove efficacemente i metalli pesanti e altri inquinanti dall'acqua. La richiesta a livello mondiale è così grande che hanno fondato l'ETH spin-off BluAct Technologies.
La pubblicazione ha colpito nel segno: Nel gennaio 2016, gli scienziati dell'ETH Raffaele Mezzenga e Sreenath Bolisetty hanno pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology uno studio su una membrana filtrante sviluppata nel loro laboratorio. Hanno dimostrato che questa membrana purifica efficacemente l'acqua da metalli pesanti, scorie radioattive o sostanze tossiche, nonché da batteri. Tuttavia, lega anche ioni di oro, platino e palladio. Grazie alla membrana, questi metalli preziosi possono essere recuperati. La membrana è estremamente semplice: consiste in una miscela di proteine del siero di latte denaturate e carbone, applicata a una carta da filtro.
Coperto con richieste di informazioni
I media di tutto il mondo hanno ripreso la storia e i ricercatori sono stati inondati di richieste di informazioni. Da una casalinga di Hong Kong preoccupata per la salute della sua famiglia a società minerarie in cerca di una soluzione per le acque reflue delle miniere contaminate da metalli pesanti: il numero e la varietà delle richieste hanno tenuto impegnati i due ricercatori fino ad oggi.
Nel maggio 2016, Mezzenga e Bolisetty hanno quindi fondato l'ETH spin-off BluAct Technologies GmbH con l'aiuto dell'investitore Keith Boonstra. Bolisetty ne è sia l'amministratore delegato che il principale sviluppatore. Mezzenga è azionista, assistente e consulente scientifico.
BluAct ha appena prodotto il suo primo lotto di membrane prototipo su scala industriale. L'apertura ha utilizzato il capitale iniziale per l'ammissione di brevetti nazionali per la membrana in 90 Paesi. "? stato molto complicato e costoso, perché a livello nazionale non è possibile ottenere una protezione brevettuale valida in tutti i Paesi", spiega Mezzenga. Tuttavia, poiché la tecnologia è relativamente semplice, devono proteggersi dagli imitatori.
I licenziatari producono membrane
La produzione della membrana è attualmente affidata ad aziende partner esterne. BluAct si assicura che la qualità del prodotto sia conforme alle specifiche. In qualità di Chief Technical Officer, Bolisetty controllerà e valuterà i produttori. "Probabilmente in futuro viaggerò molto", dice sorridendo.
BluAct può fornire tutti i componenti necessari per mettere in pratica la tecnologia. Il progetto prevede l'installazione della membrana nei sistemi di filtraggio pressurizzati esistenti, in sostituzione dei filtri esistenti. Gli imprenditori dell'ETH hanno appena ottenuto il loro primo grande successo: I giovani imprenditori hanno firmato un contratto con il Gruppo ISL. Questo assicura la distribuzione di bottiglie filtranti per l'acqua potabile con tecnologia BluAct.
Queste bottiglie saranno poi distribuite da organizzazioni non governative e autorità in Asia, Africa e America Latina alle persone che non hanno accesso all'acqua potabile. "Si tratta di un progetto puramente umanitario che ci sta molto a cuore", sottolinea Mezzenga. BluAct sta collaborando con le autorità per garantire che la membrana filtrante raggiunga anche le popolazioni più povere. Nello stato indiano dell'Andrah Pradesh è già stato messo a disposizione un terreno per la costruzione di un impianto di produzione.
I due giovani imprenditori guadagneranno con i grandi interessati, come le compagnie minerarie o l'industria. Dopotutto, il trattamento dell'acqua con questa membrana filtrante non ha praticamente limiti. In linea di principio, la membrana sottile tre millimetri può essere prodotta in qualsiasi dimensione, da quella di un pezzo da cinque franchi per un filtro domestico a quella di un metro quadro per applicazioni industriali. ? inoltre possibile utilizzare più membrane contemporaneamente per purificare grandi quantità di acqua. Dovrebbe quindi essere possibile costruire un sistema in grado di filtrare 100.000 litri d'acqua all'ora.
Ampio campo di applicazione
I fondatori di BluAct sono attualmente in contatto con un'azienda mineraria che ha iscritto il proprio interesse per l'arma miracolosa contro i metalli pesanti. La membrana filtrante è già in fase di test presso un'azienda che decontamina le centrali nucleari in Europa. Questo perché la membrana non lega solo i metalli pesanti, ma anche l'uranio radioattivo. Potrebbe quindi essere utilizzata anche per decontaminare l'acqua contaminata da radioattività.
Altre aree di business a cui BluAct si rivolge sono l'industria pesante ed elettronica (per recuperare metalli preziosi), l'agricoltura e, non ultimo, il trattamento dell'acqua potabile per uso domestico. In un nuovo studio, Bolisetty e Mezzenga hanno dimostrato che la membrana è anche altamente efficiente nel rimuovere l'arsenico dall'acqua (vedi riquadro). Ciò la rende una soluzione economicamente vantaggiosa per molti degli abitanti delle aree in cui questa sostanza tossica rappresenta una minaccia per la salute delle persone.
Cercasi altri investitori
Per far progredire ed espandere la loro azienda, Bolisetty e Mezzenga hanno bisogno di altri investitori. La loro prossima opportunità è un prestigioso concorso per nuove tecnologie a Manchester (Regno Unito). Bolisetty presenterà BluAct in quell'occasione. Lo spin-off dell'ETH è entrato nella top 10 delle giovani aziende nella categoria "Energia e ambiente". L'assistente in capo spera di incontrare investitori che possano ispirare la sua idea.
Né Bolisetty né Mezzenga sono disposti a indicare quanto sia alto il potenziale di BluAct in generale. "L'acqua pulita è di grande importanza in tutto il mondo. Ma al momento non possiamo stimare le dimensioni della nostra azienda", afferma Bolisetty. "Al momento sono completamente concentrato su BluAct. Stiamo lavorando duramente per garantire che la nostra tecnologia possa coprire il maggior numero possibile di aree di trattamento dell'acqua".
Nuovo studio: la membrana rimuove anche l'arsenico
In un nuovo studio appena pubblicato sulla rivista Chemical Communications, Bolisetty e Mezzenga dimostrano che la membrana filtrante da loro sviluppata lega efficacemente anche l'arsenico (sotto forma di arsenato e arsenide) e lo rimuove quasi completamente dall'acqua. La membrana consente inoltre diversi cicli di filtrazione senza che il potere pulente diminuisca.
I ricercatori dell'ETH hanno potuto dimostrare l'efficacia del loro metodo utilizzando acqua potabile realmente contaminata. Questa proviene dalla regione del lago Atitlán in Guatemala. L'area è caratterizzata da un vulcano e l'acqua contiene naturalmente alti livelli di arsenico e mercurio. L'acqua potabile proveniente da questa zona e sottoposta a test può contenere fino a 80 microgrammi di arsenico per litro. Si tratta di un valore otto volte superiore al limite di 10 microgrammi di arsenico per litro raccomandato dall'OMS. Questo vale anche per la Svizzera.
Per Mezzenga, questo studio rappresenta una svolta: "Molte delle richieste che abbiamo ricevuto riguardavano l'arsenico. In precedenza non avevamo considerato questo elemento nei nostri test di laboratorio. Siamo quindi molto contenti che la membrana elimini anche questa sostanza tossica in condizioni di campo".
Il passo successivo è quello di adattare la membrana filtrante ai filtri regionali e renderla disponibile alla popolazione della regione di Atitlán a costi relativamente bassi. A tal fine, il laboratorio del professor Mezzenga dell'ETH collaborerà con l'Universidad del Valle de Guatemala, sotto la direzione di Monica Orozco. I ricercatori sperano di poter ridurre in modo significativo i rischi posti dall'insidioso avvelenamento da arsenico.
Letteratura di riferimento
Bolisetty S, Reinhold N, Zeder C, Orozco MN, Mezzenga R. Efficiente purificazione di acqua contaminata da arsenico utilizzando membrane ibride amiloide-carbonio. Chem. Commun., 2017, 53, 5714-5717. DOI: pagina esterna10.1039/C7CC00406K
Bolisetty S, Mezzenga R. Membrane ibride amiloide-carbonio per la purificazione universale dell'acqua. Nature Nanotechnology, Advanced Online Publication 25 gennaio 2016. doi: pagina esterna10.1038/nnano.2015.310pagina esterna