Modifica della superficie dei blocchi di quarzo per eliminare la tossicità

La silice cristallina è una materia prima essenziale per la produzione di molti dei beni usati nella nostra vita quotidiana. È ampiamente usata in diversi settori dell’industria manifatturiera, come la ceramica, ma un’inalazione prolungata della silice cristallina respirabile (SCR) può causare la malattia polmonare chiamata silicosi.

Anche se la tossicità della silice può essere praticamente annullata rivestendo le particelle di SCR con certe sostanze, finora non ci sono prove che il trattamento della silice sia stato adottato dall’industria. L’obiettivo del progetto SILICOAT (Industrial implementation of processes to render RCS safer in manufacturing processes) era cambiare questa situazione.

I ricercatori sono riusciti a sviluppare una tecnologia conveniente e fatta su misura per il rivestimento al quarzo basata su gruppi chimici reattivi stabili sulla superficie delle particelle di quarzo. Le tecniche usate bloccano la tossicità delle particelle di SCR alla fonte con notevole successo, senza interferire con i processi di fabbricazione dell’industria della ceramica.

Anche se la ricerca sulle sostanze che annullano la tossicità della silice è cominciata nel 1960, nessuna di queste sostanze è stata usata su scala industriale. I ricercatori di SILICOAT hanno prima identificato una serie di agenti di rivestimento economici che bloccano la reattività della silice nei mezzi biologici. Il team ha trattato il quarzo con propiltrimetossisilano, un aminosilano commerciale e nano-alumina.

I risultati della tossicità in vitro hanno mostrato una totale soppressione di citotossicità e una riduzione della genotossicità di oltre l’80 %. I rivestimenti di organosilano si sono mostrati stabili in condizioni fisiologiche. In particolare l’effetto protettivo del rivestimento di aminosilano è stato confermato in vivo in animali analizzati 90 giorni dopo la somministrazione di quarzo trattato.

Il trattamento progettato su scala pilota è stato dimostrato su scala industriale presso le strutture delle quattro piccole e medie imprese (PMI) partecipanti. I ricercatori hanno dimostrato che il trattamento del rivestimento al quarzo potrebbe essere incorporato nei processi di fabbricazione della ceramica di tutte le PMI, ottenendo un’impressionante riduzione della tossicità simile a quella ottenuta su scala pilota.

In generale, SILICOAT ha progettato un trattamento attuabile dal punto di vista sia tecnico che economico per rendere il quarzo usato nelle industrie tradizionali della ceramica intrinsecamente sicuro. A differenza di altre tecniche, il trattamento di SILICOAT affronta il rischio dell’esposizione a SCR alla fonte: la sostanza stessa. Questo sviluppo potrebbe prevenire malattie legate al quarzo in tutto il settore della ceramica dell’UE.