La notte dei ricercatori e delle ricercatrici 2021
24 Settembre

Ambiente e Sostenibilità

Acqua pulita e calore dal sole con le nanoparticelle fototermiche, Piersandro Pallavicini, Professore Università degli Studi di Pavia

Clean water and heat from the sun with photothermal nanoparticles

Tra le molte proprietà utili e sorprendenti dei nanomateriali c’è anche quella di saper catturare un ampio spettro della radiazione elettromagnetica, quella visibile ma anche quella ultravioletta e infrarossa, e trasformarla integralmente in calore. Utilizzando nanoparticelle di materiali opportuni si può per esempio scegliere una singola lunghezza d’onda e irraggiare le nanoparticelle in vivo, per terapie fototermiche antitumorali, oppure creare inchiostri anticontraffazione, dove è il riscaldamento di una stampa che ci permette di riconoscere il vero dal falso. Ma sono applicazioni molto tecniche, che richiedono l’uso di sorgenti monocromatiche, cioè laser. Invece si può sfruttare anche la semplice luce del sole per riscaldare fluidi ricchi di nanoparticelle e ottenere una conversione diretta dell’irraggiamento solare in calore, per sistemi di riscaldamento locale. Oppure si può incrementare la produzione di vapore da acque “sporche”, permettendo così in modo green di evaporare e distillare acqua pura. Piersandro Pallavicini è nato nel 1962, si è laureato in chimica all’Università di Pavia nel 1986 e ha ottenuto il dottorato in Chimica-Scienze Molecolari Applicate alla Scuola Normale Superiore di Pisa nel 1991. È poi tornato all’Università di Pavia prima come ricercatore, poi come professore associato e, dal 2017, come professore ordinario. Le sue ricerche hanno riguardato la chimica supramolecolare, i movimenti molecolari controllati, i sensori luminescenti per cationi e anioni, ma ormai da 15 anni lavora soprattutto nel campo della nanochimica inorganica. I suoi studi sono ora orientati verso nanoparticelle di oro e di argento, di blu di prussia, di solfuro di rame e di altri elementi e composti inorganici, e alla preparazione di monostrati molecolari funzionali su superfici. Le applicazioni delle nanoparticelle e dei materiali studiati sono nel campo della medicina (per materiali antimicrobici e per il wound healing), dello smart packaging (per il prolungamento della conservazione dei cibi), dell’anticontraffazione, delle superfici ad auto-sterilizzazione fototermica. Studi recenti riguardano anche la cattura, il sensing e lo smaltimento delle nanoparticelle dall’ambiente, e il packaging in polimero da fonti rinnovabili. Ha pubblicato più di 160 articoli, con un H index di 46. Oltra all’attività di scienziato, PP è anche scrittore. Ha pubblicato romanzi e racconti con Feltrinelli e Mondadori. Il suo più recente è il libro umoristico L’arte del buon uccidere (Mondadori 2021).


Among the many useful and surprising properties of nanomaterials there is also that of being able to capture a wide spectrum of electromagnetic radiation, visible but also ultraviolet and infrared, and fully transform it into heat. Using nanoparticles of suitable materials, for example, it is possible to choose a single wavelength and irradiate the nanoparticles in vivo, for anti-tumor photothermal therapies, or to create anti-counterfeiting inks, where it is the heating of a print that allows us to recognize the true from the false. But they are very technical applications, which require the use of monochromatic sources, i.e. lasers. Instead, simple sunlight can also be used to heat fluids rich in nanoparticles and obtain a direct conversion of solar radiation into heat, for local heating systems. Or you can increase the production of steam from “dirty” water, thus allowing to evaporate and distil pure water in a green way.