UNSIC – Unione Nazionale Sindacale Imprenditori e Coltivatori
Trasformare gusci di mandorla in elettronica biodegradabile. Non è fantascienza, ma il risultato di uno studio coordinato dalla Scuola superiore Sant’Anna di Pisa e pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Functional Materials. La ricerca dimostra che uno scarto agroalimentare molto diffuso può diventare una risorsa preziosa per l’innovazione tecnologica sostenibile. Il team guidato da Francesco Greco, professore associato di bioingegneria, ha infatti dimostrato la possibilità di produrre circuiti e sensori completamente bioderivati e biodegradabili utilizzando proprio i gusci di mandorla.
Lo studio è stato realizzato nell’ambito del progetto LIGASH (Laser Induced Graphene from waste Almond Shells), finanziato dal ministero dell’Università e della Ricerca. Alla ricerca ha contribuito anche DAMIANO Organics SpA, azienda leader mondiale nella produzione di mandorle biologiche.
Il progetto nasce da una collaborazione interdisciplinare tra l’Istituto di BioRobotica, con il gruppo coordinato da Greco e l’Istituto di produzioni vegetali con Luca Sebastiani e Alessandra Francini, entrambi istituti della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.
Alle attività sperimentali hanno partecipato anche la Graz University of Technology e l’Istituto iItaliano di Tecnologia.
Nel dettaglio, i gusci di mandorla sono stati utilizzati come materia prima per produrre Laser Induced Graphene (LIG), un materiale altamente conduttivo ottenuto irradiando con laser materiali ricchi di carbonio. I ricercatori hanno analizzato diverse tipologie di gusci messi a disposizione da DAMIANO Organics SpA, evidenziando una alta concentrazione di lignina, un polimero organico che rappresenta un eccellente precursore del grafene. Successivamente, la polvere dei gusci è stata combinata con chitosano, un biopolimero derivato dai gusci dei crostacei, per ottenere film flessibili adatti come substrato per l’elettronica e come base per la produzione di grafene tramite laser.
I materiali realizzati si sono dimostrati completamente biodegradabili nel suolo in circa 90 giorni.
“Lo studio rappresenta un ottimo esempio di upcycling: convertire rifiuti biologici privi di valore commerciale in una risorsa. È un passo significativo verso un’elettronica più sostenibile, con possibili applicazioni nella creazione di dispositivi degradabili che eviteranno la formazione di microplastiche e rifiuti elettronici”, spiega Francesco Greco.
“Abbiamo scritto il LIG con due tipologie di laser (ultravioletto e infrarosso) – dichiara Yulia Steksova, Phd student della Scuola Sant’Anna e prima autrice dello studio. “I materiali ottenuti sono stati impiegati con successo per realizzare circuiti e sensori: in particolare, vari elementi circuitali (resistenze e capacità) e un sensore di umidità”.
Il composito bioderivato sotto forma di film si è rivelato più adatto rispetto al materiale grezzo per applicazioni di elettronica flessibile e biodegradabile. Questo apre la strada allo sviluppo di dispositivi elettronici a impatto ambientale quasi nullo, come sensori ambientali o medicali destinati a degradarsi naturalmente dopo l’uso.
I ricercatori hanno inoltre individuato un’altra possibile applicazione. Modificando la composizione del materiale è possibile ottenere un prodotto flessibile, resistente e cucibile, con un aspetto simile alla pelle naturale, potenzialmente alternativo alla pelle conciata.
Le sperimentazioni non si fermano ai gusci di mandorla. Il team sta infatti testando anche altri scarti della lavorazione, come le pellicine delle mandorle, oltre ai gusci di altra frutta secca, tra cui nocciole e pistacchi.
Parallelamente, i ricercatori stanno esplorando la stampa 3D di materiali analoghi, con l’obiettivo di produrre dispositivi personalizzati su scala.
Secondo Yulia Steksova, le applicazioni potrebbero riguardare in futuro il monitoraggio ambientale, come il controllo dell’umidità dell’aria e del suolo o la qualità dell’acqua. “Il nostro desiderio è sviluppare tecnologie davvero circolari, create dalla natura per la natura”, sottolinea la ricercatrice.
Anche per Luca Sebastiani il progetto dimostra il ruolo strategico della ricerca. L’innovazione può rendere l’agricoltura sempre più sostenibile, trasformando scarti agricoli in sensori biodegradabili e a basso costo che in futuro potrebbero essere utilizzati direttamente in campo.
