NEWSLETTER RICERCA E INNOVAZIONE N. 17

UNIONE INDUSTRIALE PRATESE 

Newsletter n. 17 

NEWSLETTER RICERCA E INNOVAZIONE N. 17 

MONOGRAFIE 

Ciclodestrine 

Nel 1904 fu isolato, da Shardinger, un nuovo 

organismo capace di produrre acetone e alcol 

etilico dagli zuccheri e dagli amidi contenuti 

nelle piante. Nel 1911 egli scoprì che lo stesso 

organismo (Bacillus macerans) produceva 

una grossa quantità di destrine (il 25-30%) 

dall’amido. 

Poi impiegò fino al 1935 per isolare tre prodotti 

che chiamò “prodotto cristallizzato 

alfa“,“prodotto cristallizzato beta e “prodotto 

cristallizzato gamma“. 

Solo nel 1942 venne determinata, grazie alla 

cristallografia a raggi-x, la struttura del “prodotto 

cristallizzato alfa“ e del “prodotto cristallizzato 

beta“, cioè l’alfa-ciclodestrina e la 

beta-ciclodestrina. 

Nel 1948, infine, oltre ad individuare la struttura 

della gamma-ciclodestrina, si scoprì che 

le ciclodestrine potevano formare complessi 

per inclusione. 

Figura 1 

Da allora sono state scoperte numerosissime 

ciclodestrine (delta-,sigma-,xi-,eta-) ma è solamente 

con l’avvento degli anni ’90 che la 

ricerca su queste molecole ha avuto un notevole 

sviluppo e la letteratura scientifica annovera 

anche una rivista specializzata 

dedicata, in gran parte, 

alle ciclodestrine (Journal 

of Inclusion Phenomena and 

Macrocyclic Chemistry). 

L’amido (la cui struttura è rappresentata 

in Figura 1) è un 

polimero naturale, polisaccaride, 

con una struttura che 

comprende dalle 50.000 alle 200.000 unità monometriche 

(glucosio). 

L’amido è composto da due polimeri naturali: 

l’amilosio (circa il 20%) e l’amilopectina (circa 

l’80) che si differenziano per il modo in cui i 

monomeri (glucosio) si vanno a legare fra loro. 

La degradazione enzimatica, ad opera delle 

alfa-amilasi, “taglia”, letteralmente, attraverso 

una reazione di idrolisi, la lunga catena dell’amido 

e produce glucosio, maltosio e altre 

molecole di piccole dimensioni. Inoltre sono 

prodotti oligomeri, ovvero molecole formate 

anche da 1.000 unità base di glucosio. 

Le destrine appartengono a quest’ultima categoria 

ovvero agli oligomeri e sono molecole 

eterogenee, lineari o ramificate, variamente 

solubili in acqua. 

Con una particolare alfa-amilasi, la cicloglucotransferasi, 

oltre alla reazione di idrolisi, si verifica 

una contemporanea ciclizzazione intramolecolare 

ed il prodotto di reazione, diventa 

una destrina ciclica, cioè una ciclodestrina. 

Per l’esattezza possiamo definire le ciclodestrine 

come polisaccaridi formati da 6 (alfaciclodestrine),7 

(beta-ciclodestrine) o 8 (gamma-ciclodestrine) 

unità di glucosio, (vedi 

Figura 2). Numerosi studi evidenziano che, 

allo stato solido, le ciclodestrine (CDs) originano 

cristalli secondo due diverse tipologie 

di aggregazione che dipendono sia 

dal tipo di ciclodestrina, sia dalla eventuale 

presenza di altre sostanze. In particolare, 

le molecole incluse, possono disporsi 

secondo una struttura a “gabbia” o 

a “canale”. Per semplicità possiamo schema- 

Figura 2 

UNIONE INDUSTRIALE PRATESE - Newsletter Ricerca e Innovazione n. 17 del 21/12/2005 1


tizzare le CDs con tronchi di cono nei quali la 

zona in blu rappresenta la cavità interna (Figura 

3). Nella struttura a “canale” (rappresentata 

in Figura 4) si verifica una sorta di 

impilamento di un tronco di cono sull’altro con 


caratteristiche idrofobiche interne, le dimensioni 

della molecola in modo da intervenire sulla 

solubilità, la stabilità all’ossigeno ed ai raggi 

UV ed infine l’interazione con le molecole ospiti. 

Sfruttando le capacità di formare o meno legami 

covalenti con altre CDs si possono realizzare 

strutture complesse, costituite da più 

molecole (strutture supramolecoleri), capaci di 

ospitare facilmente molecole organiche. 

Figura 3 

Figura 4 

conseguente allineamenti dei canali che assumono 

elevata lunghezza. All’interno dei canali 

possono essere alloggiate eventuali molecole 

ospiti ed il contatto fra le molecole può avvenire 

sia con la metodologia testa-coda, sia con 

quella testa-testa. Nella struttura a “gabbia”, 

invece, la cavità di ogni CDs è ostruita, da 

ambo i lati, da altre molecole di CDs, cosicché 

si formano tante cavità isolate quant’è il numero 

di molecole assemblate. Per realizzare tale 

struttura le CDs possono disporsi a spina di 

pesce (Figura 5) oppure a mattonelle (Figura 

6). Delle tre ciclodestrine 

(alfa, beta e 

gamma) quella cha ha 

avuto maggior successo 

a livello industriale 

è la beta-ciclodestrina 

Tossicità 

Numerosi studi relativi alla tossicità, mutagenicità 

(cioè sulla loro capacità di indurre modificazioni 

del Dna), teratogenicità (cioè sulla 

loro capacità di alterare lo sviluppo di un embrione) 

e cancerogenicità delle CDs e dei loro 

derivati, sono stati condotti negli anni e successivamente 

aggiornati alla fine degli anni 

novanta. 

I dati ottenuti indicano che sono tossiche solamente 

a concentrazioni particolarmente elevate 

mentre non è stata osservata una tossicità 

acuta negli esperimenti sugli animali. 

A conferma di ciò basta ricordare che le betaciclodestrine 

sono vendute in Germania già dal 

1993 come additivo per il cibo sotto la sigla E 

459 e la legge non prevede un limite massimo 

utilizzabile, in quanto, non essendo assorbite nel 

tratto gastrointestinale, non risultano tossiche. 

Per usi tessili si usano beta-ciclodestrine modificate 

attraverso l’introduzione di gruppi monoclorotriazinici. 

Tale gruppo ha la funzione di 

ancorare le CDs ai substrati cellulosici con un 

legame covalente. 

I dati sulla tossicità di questa specifica CDs 

sono riportati in Tabella 1. 

Come si può notare i risultati delle analisi, condotte 

secondo le norme EOCD, confermano l’assenza 

di effetti sensibilizzanti o irritanti. 

Risultati analoghi sono stati ottenuti con i 

tessuti. 

Figura 5 

perché è quella più 

facilmente reperibile, 

che ha minori costi, 

e che, in genere, garantisce 

i migliori risultati. 

Si sono sintetizzate 

numerosi 

derivati delle CDs con 

l’intento di modificare, 

migliorandole, le 

Figura 6 

Tabella 1 



Complessi di inclusione 

La caratteristica più interessante delle CDs è 

la capacità di formare complessi solidi, per inclusione, 

di un numero molto vasto di molecole, 

prevalentemente di origine organica. 

Inizialmente la cavità, che presenta caratteristiche 

apolari, è piena di molecole d’acqua. 

Le interazioni non sono molto forti, vista la 

natura polare delle molecole d’acqua e sono 

presenti anche interazioni di tipo ripulsivo. 

Una molecola, con caratteristiche più apolari 

dell’acqua o decisamente apolari, “scaccia”, 

letteralmente, le molecole d’acqua dalla cavità, 

sostituendole, ed instaurando forti interazioni 

apolari con la cavità che stabilizzano la 

molecola. 

Il complesso che si realizza impone alle ciclodestrine 

di realizzare una struttura meno tensionata, 

più stabile, che dà un ulteriore impulso 

alla formazione del complesso. 

La capacità di formare i complessi è influenzata: 

- dalle reciproche dimensioni molecola ospite-cavità; 

- dalle interazioni che si creano fra la CDs e 

la molecola ospite; 

- dal tipo di solvente di reazione. 

Da sottolineare che la reazione di complessazione 

è condotta in acqua o in una miscela 

acqua-cosolvente. 

Il numero di glucosi determina le dimensioni 

della cavità: 

- le alfa-ciclodestrine complessano preferibilmente 

molecole alifatiche; 

- le beta-ciclodestrine complessano molecole 

aromatiche o eterocicli; 

- le gamma-ciclodestrine complessano molecole 

di grosse dimensioni come macromolecole 

o steroidi. 

Le CDs possono complessare anche composti 

ionici. L’inclusione esercita profondi effetti sulle 

proprietà chimiche e fisiche della molecola ospite 

e possono essere raggiunte performance 

inaspettate ed altrimenti irraggiungibili come, 

per esempio, un aumento della solubilità della 


molecola ospitata in matrici con scarsa affinità, 

oppure un aumento la stabilità della molecola 

ospitata nei confronti di agenti ossidanti. 

La reazione di complessazione (Figura 1) avviene 

attraverso un meccanismo, apparentemente 

complesso, che prevede, in preferenza, 

di lavorare in soluzione. 

Le CDs sono prodotti solidi insolubili nei solventi 

di reazione per cui l’unica via percorribile 

è quella di creare una fine dispersione di CDs e 

tanto più fine è la dispersione, tanto maggiore 

è la reattività delle CDs. 

Nella dispersione di CDs si solubilizzano le molecole 

ospiti (G), indipendentemente dalla loro 

fase originaria (solida, gassosa o liquida) e, 

qualora la solubilizzazione risultasse impossibile, 

anche le molecole di G devono essere disperse 

più finemente possibile. 

Solamente in queste condizioni può avvenire 

la reazione di complessazione fra CDs e G con 

successiva precipitazione del composto solido 

CDs-G. 

I fattori che prendono parte attiva nella formazione 

del complesso sono numerosi: 

- caratteristiche chimico-fisiche di G; 

- tipologia dei solventi usati; 

- metodologia di solubilizzazione/dispersione 

di G e CDs; 

- metodologia di agitazione; 

- eventuali interventi per massimizzare la precipitazione 

di CDs-G. 

Il complesso, successivamente essiccato, è 

estremamente stabile e, a temperatura ambiente, 

mostra tempi di vita particolarmente 

lunghi specialmente se in condizioni anidre. 

E’ possibile il rilascio di G, mediante riscaldamento 

del complesso. 

Questa metodica però risulta un’eccezione, 

perché nella maggior parte dei casi, è l’acqua 

che solubilizza il complesso CDs-G e, sfruttando 

l’equilibrio della reazione (Figura 2), innesca 

Figura 2 

Figura 1 

il processo inverso ovvero la sostituzione di G 

con acqua. Questo prevede un’ intervento sui 

parametri di reazione. 

Nel caso in cui le CDs complessino diverse molecole 

ospite si realizza un rilascio differente 

per le varie G, mentre, se differenti CDs complessano 

la medesima G, si può ottenere una 



Applicazioni 

La microincapsualzione ha pesanti effetti sulla 

caratteristiche chimiche e fisiche di G, come 

già accennato nel paragrafo precedente. In 

sintesi tali effetti possono essere schematizzati 

in: 

- aumento della stabilità per molecole sensibili 

alla luce, alle radiazioni UV, all’ossigeno 

e al calore; 

- modificazione della reattività di G, una volta 

complessata; 

- diminuzione della volatilità; 

- aumento della solubilità in solventi/matrici 

con scarsa affinità; 

- trasformazione di molecole liquide (G) in solide 

(CDs-G); 

- protezione contro l’azione dei microrganismi; 

- mascheramento di cattivi odori e sapori; 

- mascheramento di pigmenti o sostanze colorate; 

- sviluppo di complessi con attività catalitica. 

Queste caratteristiche delle CDs e dei loro derivati 

le rendono adatte a numerose applicazioni 

in diversi settori: 

- Cosmetico: si usano complessi ciclodestrinici 

per controllare il rilascio di fragranze 

volatili in cosmetici e prodotti per uso personale. 

- Alimentare: la maggior parte degli aromi sono 

oli volatili o liquidi di origine vegetale il cui 

rilascio controllato è garantito dalla complessazione 

con CDs. La complessazione di 

grassi è un processo che serve alla loro rimozione 

dagli alimenti come, per esempio, 

la rimozione del colesterolo dal burro. L’uso 

di complessi colorati aiuta a far assumere ai 

cibi un aspetto più appetibile. 

- Farmaceutico: i farmaci devono necessariamente 

avere un minimo contenuto d’acqua 

per essere trattenuti dalle membrane 

cellulari ma, allo stesso tempo, essere sufficientemente 

idrofobi per riuscire ad oltrepassarle 

fino ad arrivare a quelle ospite. 

Queste caratteristiche possono essere migliorate 

con complessi ciclodestrinici che 

hanno la capacità unica di esaltare la tendenza 

a legarsi alle membrane cellulari. 

- Tessili......... 

Applicazioni tessili 

Vi sono due vie, opposte, nell’utilizzazione delle 

CDs nel settore tessile: 

- Assenza d’interazione sia fisica, sia chimica 

tra tessili e ciclodestrine. 

E’ noto che le CDs complessano fragranze e 


profumi, per cui è possibile, per esempio durante 

i lavaggi dei capi, applicarle temporaneamente 

sotto forma di complessi che vengono 

attivati dalla evaporazione corporea. 

E’ possibile utilizzare CDs durante i lavaggi, 

in modo da rimuovere dai capi i cattivi odori. 

In conseguenza di ciò il capo risulta completamente 

inodore. 

- Permanente interazione fra le CDs ed i tessuti. 

Cds che hanno gruppi reattivi (come, 

ad esempio, quello monoclorotriazinico) possono 

reagire con i gruppi ossidrilici di fibre 

cellulosiche in modo analogo ai coloranti reattivi. 

Un legame permanente 

con PET è 

Figura 1 

ottenibile solamente 

con CDs che hanno 

lunghe catene alchiliche 

o gruppi idrofobici. 

Analogamente ai 

coloranti dispersi le 

CDs migrano all’interno 

della fibra alla temperatura 

di transizione 

vetrosa. Gruppi polari 

sulle CDs prevengono 

la migrazione al- 

Figura 2 

l’interno della fibra, cosicché 

tali CDs stazionano 

sulla superficie e 

non possono però essere 

rimosse con i lavaggi. 

In Figura 1 è rappresentato 

un esempio di CDs 

legata, mediante gruppi 

idrofobi, ad un polimero, 

mentre, in Figura 2, una 

CDs è legata attraverso 

gruppi reattivi. Attualmente 

sono ipotizzabili tre possibili utilizzazioni: 

- Cattivi odori: CDs legate a tessuti possono 

ospitare, nelle loro cavità, sostanze organiche 

provenienti dalla sudorazione e quindi 

prevenire i cattivi odori. Si pensi, per esempio, 

ai calzini per uso sportivo per i quali si 

fa già un ampio uso di CDs. Tali tessili necessitano 

di essere lavati come quelli senza 

CDs. Un discorso simile potrebbe essere fatto 

per il fumo delle sigarette o per i cattivi 

odori che si possono formare in cucina. 

- Fragranze, aromi: è possibile, durante il lavaggio 

o in un momento successivo, incapsulare 

fragranze, che, lentamente rilasciate, 

rendono più gradevole l’utilizzo del tes- 



sile. Si pensi, per esempio, a lenzuola di lino 

o a tende che profumano gli ambienti. Il 

rilascio degli aromi è graduale e procede fino 

ad esaurimento mentre, durante il lavaggio, 

si verifica la rimozione totale e la “ricarica”. 

- Applicazioni farmaceutiche: è possibile introdurre, 

all’interno delle cavità, farmaci 

che, lentamente e in maniera controllata, 

un po’ come avviene per i cerotti transcutanei, 

sono rilasciati ed, attraverso la pelle 

del paziente, entrano nell’organismo. Inoltre 

è possibile “catturare” e successivamente 

identificare composti organici, provenienti 

dal paziente, non rilevabili in altro modo ed 

aprendo così nuovi metodi diagnostici. 

- Inclusione di altre molecole: è possibile includere, 

ad esempio, repellenti per zanzare 

o altri insetti. 

Considerazioni finali 

L’uso delle CDs è per ora limitato a fibre cellulosiche 

e sintetiche. 

La natura delle CDs è relativamente simile a 

quella della cellulosa per cui, con piccole modifiche, 

è possibile introdurre gruppi reattivi capaci 

di legarsi in maniera permanente alla cellulosa. 

In modo analogo è possibile modificarle in modo 

che esse interagiscano positivamente con le 

fibre sintetiche ed, in particolare, con il PET. 

PUBBLICAZIONI 

Lana e Chitosano 

I trattamenti tradizionali antifeltranti della lana, 

a base di cloro, e quelli antirestringimento, a 

base di resine poliammidiche contenenti epicloroiddrina 

(1-cloro-2,3-epossipropano), sono 

consolidati dal punto del processo ma presentano 

limiti tecnologici. 

Il presente studio è stato effettuato nell’ottica 

di sostituirli con processi più efficaci. 

Il processo studiato si realizza in due fasi: 

1. pretrattamento acido con perossido d’idrogeno 

(pH=5,5, 1h, 80°C, rapporto di bagno 

30/1) o pretrattamento basico con perossido 

d’idrogeno (pH=9, 1h, 70°C, rapporto 

di 30/1) che carica positivamente la superficie 

della lana, preparando l’ancoraggio, che 

avviene nella fase successiva, del biopolimero, 

il chiosano, carico positivamente; 

2. trattamento con chitosano: i campioni di 

lana pretratatti sono immersi in una soluzione 

acquosa, a temperatura ambiente per 

20 minuti, con un rapporto di bagno 20/1. 


Maggiori difficoltà si incontrano nell’utilizzarle 

su fibre cheratiniche, perché non si riescono a 

trovare sostituenti che portino ad un’interazione 

positiva con la fibra. L’unica possibiltà consiste 

nel legarle ad una resina che, in un momento 

successivo, deve essere fissata alla fibra. 

Le considerazioni suddette sono scaturite da 

colloqui con il centro di ricerche sui finissaggi 

tessili della Ciba (Monaco di Baviera) e con il 

Cnr di Napoli. 

Lo stesso Cnr di Napoli, lo scorso gennaio, quando 

entrò in vigore la legge anti-fumo, pubblicizzò 

un tessuto che era in grado di assorbire il 

fumo delle sigarette. 

In generale sarebbe interessante riuscire a produrre 

tessuti in grado di assorbire fumi e che, in 

seguito ad un lavaggio, possano completamente 

rilasciare il fumo assorbito. 

Purtroppo, ad oggi, si incontrano ancora difficoltà 

perché i meccanismi di desorbimento dei 

cattivi odori inclusi non permettono il rilascio di 

tutte molecole assorbite e così, dopo un certo 

numero di cicli, non si verifica più un efficace 

desorbimento. 

Interessanti prospettive si ipotizzano con l’uso 

delle ciclodestrine nella tintura di fibre poliammidiche 

perché esse possono aumentare la resa 

e l’uniformità della tintura attraverso complessi 

per inclusione delle materie coloranti. 

I risultati sperimentali convalidano le ipotesi. 

Si contano diversi brevetti sui tessuti e ciclodestrine 

e due di questi sono di aziende pratesi 

Il chiosano è un prodotto di sintesi che si ottiene 

per diacetilazione della chitina (Figura 1) 

che è il polisaccaride più abbondante in natura. 

L’enorme diffusione naturale della chitina 

dovrebbe garantire bassi costi del chitosano e 

quindi del processo. 

Controllando le condizioni di reazione è possibile 

ottenere molecole di chitosano con diversi 

gradi di acetilazione (DD) e, di conseguenza, 

Figura 1 



con diverse caratteristiche chimico-fisiche. 

Il chitosano permette di rispettare tutte le norme 

in fatto di eco-compatibilità, è solubile in 

acqua, presenta caratteristiche simili a quelle 

della poliammide (almeno dal punto di vista della 

feltrabilità) ed ha una struttura simile a quella 

della cellulosa. 

In questo studio sono stati utilizzati tre prodotti 

con DD variabili da 82,9% a 95,3%. 

L’intera mole di dati raccolti ha permesso di 

trarre le seguenti conclusioni: 

- Bagnabilità: non si osservano significative 

differenze fra lana pretrattata e quella non 

pretrattata. 

- Restringibilità: la lana pretrattata in ambiente 

basico mostra una resistenza al restringimento 

assai maggiore dei campioni pretrattati 

in ambiente acido o non protrattati. 

Si ritiene che, essenzialmente, il risultato 

sia dovuto ad una più incisiva modificazione 

della superficie fibrosa a carico degli 

acidi grassi. 

- Tingibilità: non si osservano significative differenze 

fra lana pretrattata e quella non 

pretrattata. 

Anche il chiosano, inteso come concentrazione 

e tipologia, influenza le caratteristiche del 

Figura 2 


prodotto finito. Di seguito sono riportate le conclusioni 

estrapolabili dai risultati dei test eseguiti 

su campioni pretrattati in ambiente basico: 

- Restringibilità: un aumento della concentrazione 

e della viscosità del chiosano rendono 

la lana meno restringibile, ma valori di 

biopolimero troppo alti in soluzione hanno 

effetti negativi sulla feltrabilità (Figura 2) 

- Tingibilità: bassi gradi di viscosità ed elevate 

concentrazioni consentono una diffusione 

del chiosano all’interno della fibra migliore 

e quindi tempi più bassi di tintura 

- Solidità del colore: i test eseguiti sia per la 

solidità al lavaggio, sia per la solidità allo 

sfregamento ad umido ed a secco, non indicano 

relazioni con le caratteristiche e la 

quantità di chitosano 

- Ausiliari di tintura: non è necessario utilizzare 

agenti livellanti, in quanto il chiosano 

stesso si comporta come tale. 

Trattamenti innovativi antifeltranti su manufatti 

di lana 

L’esigenza dei consumatori è quella di poter 

effettuare autonomamente la manutenzione dei 

capi di lana. Di conseguenza è necessario produrre 

manufatti in lana irrestringibili. 

I metodi tradizionali per ottenere l’irrestringibilità 

prevedono processi a base di cloro che, 

tuttavia, danneggiano le fibre. 

In questo lavoro si percorre una strada alternativa 

che prevede l’uso di acidi perossidici 

combinati o meno con enzimi. 

Sono stati pretrattati campioni di lana con una 

soluzione acquosa contenete perossido d’idrogeno, 

soda caustica, diciannamide e gluconato 

di sodio per 30 minuti a 30°C. 

Successivamente sono stati sottoposti all’azione 

di una soluzione acquosa, contenente una 

proteasi alcalina e solfato di sodio in presenza 

di trietanolammina. Al termine della reazione 

l’enzima è stato inattivato mediante trattamento 

termico ed i campioni sono stati lavati 

ed asciutti. 

Il gluconato di sodio ha la funzione di migliorare 

la mano, mentre il perossido d’idrogeno ha 

un’azione sbiancante. 

Il grafico proposto in Figura 1 mostra che può 

essere eliminato il restringimento della lana trattandola 

per 30 minuti con una concentrazione 

Figura 1 



Figura 2 

di enzima pari a 1% e una concentrazione di 

solfato di sodio pari a 1,4% (punto rosso sulla 

superficie). 

Dati del tutto analoghi si ottengono variando i 

tempi di trattamento da 20 a 60 minuti. 

Nelle condizioni ottimali di trattamento espresse 

dal punto rosso non si hanno effetti negativi 

sulle proprietà meccaniche (Figura 2), anche 

se si osserva una perdita di peso pari al 3,71% 

Figura 3). L’indice di bianco sale da 18,5 (quello 

del campione di controllo) fino a 32,4 dopo il 

pretrattamento e fino a 36 dopo un trattamento 

con 1,5% di enzima e 1,5% di solfato di 

sodio. In quest’ultimo caso si ottiene anche 

una superficie delle fibre più liscia come si rile- 

RICERCHE 

Fibre auxetiche 

L’esperienze quotidiana mostra che un materiale, 

sottoposto ad una sollecitazione di trazione, 

subisce un allungamento nella direzione 

della trazione mentre si contrae nella direzione 

perpendicolare alla trazione. 

La Figura 1 esemplifica quanto descritto. 

Per caratterizzare il comportamento del materiale 

si utilizza il coefficiente di Poisson : mu 

Figura 3 


va da immagini al SEM nonché da valutazioni 

della mano eseguite sui campioni. 

La Figura 1 mostra che tutte le condizioni di 

trattamento sperimentate producono un restringimento 

negativo che sottintende un aumento 

delle dimensioni dei tessuti. Si ipotizza 

che si manifesti un aumento di “volume” delle 

fibre conseguente al fatto che la superficie 

delle fibre, più liscia, consente all’acqua di occupare 

aree maggiori. 

I dati ottenuti suggeriscono che le condizioni 

ottimali di trattamento per ottenere sbianca, 

prevenzione del restringimento, biopolishing 

dopo un primo trattamento alcalino e trattare 

i tessuti di lana per 30 minuti a 45°C con 1% di 

enzima e 1,4% di solfato di sodio. 

nella quale rappresenta la variazione di dimensione 

ed L la dimensione originale. 

Per molti materiali da costruzione, come per 

esempio l’acciaio, mu è positivo (ovvero il materiale 

si comporta come quello, ipotetico, di 

Figura 1) e riflette il principio di conservazione 

del volume. 

Altri materiali, detti auxetici, hanno coefficiente 

di Poisson inaspettatamente negativo, poiché 

essi manifestano un aumento delle dimensioni 

sia nella direzione longitudinale, sia in quella 

Figura 1 



perpendicolare. La Figura 2 esemplifica il comportamento 

di un materiale auxetico. 

In natura esistono materiali auxetici (il sughero, 

le ossa…) mentre altri possono essere prodotti 

dall’uomo (alcune schiume per esempio). 

I materiali auxetici possono essere ottenuti, 

partendo da comuni materiali, conferendo loro 


ce richieste, devono avere spessori di circa 1 

cm mentre, in prospettiva, i materiali auxetici 

garantiranno le medesime performance con 

spessori assai minori e con la possibilità di adattarsi 

ai movimenti dell’utilizzatore. 

Basandosi su studi iniziati nei primi ’90 che indicavano 

che polimeri costituiti da cristalli liquidi 

potevano essere utilizzati a tale scopo, 

una equipe di ricercatori statunitensi ritenendo 

che un polimero formato da cristalli liquidi 

possa acquisire proprietà auxetiche, ne ha sintetizzato 

uno in cui sono state innestate strutture 

laterali rigide su base aromatica (bifenili, 

Figura 2 

una macro-struttura, particolare, a nido d’ape. 

La Figura 3 illustra un esempio di materiale auxetico, 

ottenuto con struttura a nido d’ape, 

nella condzione di tensione nulla. 

La Figura 4, invece, mostra il materiale sottoposto 

a trazione. 

Il coefficiente di Poisson negativo garantisce 

proprietà interessanti ai materiali quali un aumento 

di durezza e di resistenza al taglio, ma 

spesso questo va, in parte, a svantaggio dell’elasticità. 

Realizzando tessuti a maglia o ortogonali 

ottenuti con filamenti a singola o più 

bave costituiti da 

polimeri auxetici è 

possibile realizzare 

tessuti con proprietà 

non convenzionali. 

Va sottolineato 

che per polimeri 

auxetici 

s’intende non quei 

polimeri che manifestano 

caratte 

Figura 3 ristiche auxeti 

che perché macro-strutturati 

a nido d’ape, bensì i polimeri 

modificati ad hoc a livello 

molecolare per conferirgli microstrutture 

auxetiche. 

In tal modo tali filati potrebbero 

manifestare proprietà auxetiche 

indipendentemente 

dalla macro-struttura utilizzata. 

I tessuti realizzati con fibre 

auxetiche possono essere utilizzati 

per ottenere giubbotti 

antiproiettile, caschi militari ecc. 

Attualmente i materiali protettivi 

convenzionali, per garantire le performan- 

Figura 5 

Figura 4 

trifenili, quadrifenili, pentafenili) con angoli variabili 

fra 0 e 75°. 

La fase di ricerca successiva consisterà nell’innestare 

strutture laterali con angoli di 90°. 

In Figura 5 è rappresentato un esempio dei 

polimeri sintetizzati: le parti evidenziate costituiscono 

i gruppi introdotti che rendono le fibre 

auxetiche a livello molecolare. 

Le maggiori attese, secondo i ricercatori, riguardano 

proprietà meccaniche quali resistenza 

agli impatti, assorbimento di energia durante 

un urto e la resistenza alla frattura ed al 

taglio. 




In Figura 1 è rappresentato lo schema dell’intero 

processo: la prima formula schematizza la 

struttura policarbossilica del cotone, la seconda 

la struttura del cotone carbossimetilato e la 

terza quella del cotone “antibatterico”. I campioni 

ottenuti sono stati sottoposti a test per 

misurarne l’attività antimicrobica: sono stati 

Figura 1 

Tessuti di cotone antibatterici mediante nitrato 

d’argento 

E’ stato sviluppato un processo, costituito da 

tre fasi, finalizzato alla produzione di cotone 

carbossimetilato a cui viene legato argento, in 

modo permanente, che gli fornisce caratteristiche 

antibatteriche. Tale materiale, per esempio, 

può essere usato, in ambito medico, per 

garze/bende (TNT o a maglia), per la cura di 

ustioni o ulcere. Per realizzare la reazione di 

carbossimetilazione è stato scelto un processo 

acquoso che consente di ottenere solo bassi 

gradi di sostituzione (intorno a 0,25), ma preserva 

l’integrità delle fibre e garantisce valori 

ottimali di traspirabilità, rigonfiamento, idrofilia 

e, soprattutto, genera una superficie con le 

caratteristiche di un gel. L’agente antimicrobico 

è il nitrato d’argento, il suo uso, come antiseptico, 

è noto da molto tempo. Ad elevate 

concentrazioni esso risulta tossico per i tessuti 

viventi ma, in concentrazioni dello 0,5% in soluzione 

acquosa, mostra un significativo effetto 

antimicrobico senza risultare tossico. In tali 

condizioni esso è usato per curare ulcere o ferite 

da ustioni. Il processo realizza una reazione 

di scambio fra lo ione sodio, introdotto sul 

cotone con la carbossimetilazione, e lo ione argento, 

che è il vero responsabile dell’attività 

antibatterica. Si realizza così un parziale sostituzione 

dello ione sodio con quello di argento. 

Operativamente il processo consiste in: 

1. Carbossimetilazione: i campioni di cotone 

sono trattati con una soluzione di acqua/ 

etanolo 1/9 in presenza di soda caustica e 

acido monocloroacetico. 

2. Reazione di scambio: i campioni provenienti 

dalla fase 1 sono trattati a temperatura ambiente 

con una soluzione di etanolo/acqua 

85/15 e acido acetico glaciale per tempi 

variabili (da 20 minuti a 4 ore) e successivamente 

spremuti per rimuovere l’eccesso 

di prodotti chimici. 

3. Reazione di scambio: i campioni provenienti 

dalla fase 2 sono trattati con una soluzione 

di etanolo/acqua 85/15 contenente nitrato 

d’argento ad una concentrazione variabile 

fra 0,1 e 0,2% a temperatura ambiente per 

un tempo variabile da 20 minuti a 4 ore, 

quindi sono spremuti ed essiccati a 122°C. 

Figura 2 

utilizzati i metodi AATCC 30 e Test Method 0923 

(meglio noto come Dow Corning Method) impiegando 

come batteri prova sia lo Staphylococcus 

aureus, battere Gram-positivo, sia la 

Klebsiella pneumoniae, battere Gram-negativo 

ed un metodo diffusionale in agar descritto in 

letteratura (AATCC Rev. 2 (12), pp 15-17 del 

2002), specifico per cotone che ha subito finissaggi 

antibatterici. 

Il campione che ha dato i risultati migliori è un 

tessuto a maglia con elevate caratteristiche di 

gelificazione superficiale; esso presenta, sia nei 

confronti dello Staphylococcus aureus, sia della 

Klebsiella pneumonite, una riduzione dell’attività 

batterica pari al 99,95% già dopo 1 ora. 

Le tradizionali garze già esplicano la funzione 

antibatterica, essendo imbevute con una soluzione 

acquosa di nitrato d’argento ma non hanno 

una ritenzione di argento equivalente a quella 

dei tessuti oggetto dello studio. 

Per evidenziare le migliori caratteristiche dei 

campioni carbossimetilati è stato eseguito un 

Dunk-and-Drain Test modificato per confrontare 

il tessuto a maglia citato in precedenza (indicato 

con Camp nella Figura 2) con lo stesso 

tessuto non carbossimetilato (indicato con Rif 

nella Figura 2). Come si può osservare la ritenzione 

di argento nel tessuto carbossimetilato 

è molto più elevata e si mantiene più a 

lungo nel tempo. 



BREVETTI 

TNT autoestinguenti 

Un tessuto in TNT autoestinguente (capace 

cioè di no propagare la fiamma e di estinguerla 

autonomamente), può essere costituito da tre 

veli di TNT ciascuno ottenuto con tecnica 

“spunbonded”. Tale tecnica è una delle possibili 

tecniche per la realizzazione di TNT che 

può essere applicata solo alle fibre sintetiche 

termoplastiche. I 

tre veli, successivamente, 

sono accoppiati 

fra loro in 

modo da formare 

una struttura a 

sandwich a tre strati 

(Figura 1 a sinistra) 

Figura 1 e la coesione degli 

strati è assicurata da 

un trattamento di idrointerlacciatura. Occorre 

regolare la potenza dei getti d’acqua in modo 

da interlacciare in modo maggiore gli strati esterni 

rispetto a quello interno. In tal modo, quando 

il tessuto inizia a bruciare, lo strato interno 

collassa e s’innesca il meccanismo autoestinguente. 

L’idrointerlacciatura, fra tutte le varie 

tecniche che potrebbero essere impiegate per 


legare il sandwich, è quella che meglio riesce a 

mantenere soffice lo strato interno e, contemporaneamente, 

a compattare quelli esterni fornendo 

anche una mano gradevole. 

Il collassamento dello strato interno può essere 

facilitato utilizzando una mista di fibre con un 

vasto spettro di denaraggio ed anche utilizzando 

fibre aventi sezioni diverse (ovali, trilubali), 

così da realizzare una interlacciatura disomogenea. 

Inoltre possono essere utilizzate, in mista, 

fibre quali quelle aramidiche (kevlar, nomex 

in particolare), fibre intuminescenti o a base 

melamminica. 

In Figura 2 si riporta lo schema dell’apparato 

utilizzato per idrolegare i tre veli di TNT. In P i 

tre veli vengono posizionati su un apposito supporto 

e pre-interlacciati, in modo da conferire 

al futuro sandwich un minimo di stabilità. I tamburi 

che in Figura sono evidenziati con i numeri 

da 1 a 5, sono le vere e proprie stazioni di 

idrointerlacciatura, in cui i tre veli vengono legati. 

Il tamburo identificato con il numero 6 in 

Figura 2, serve per imprimere immagini sul tessuto. 

Il prodotto a sanwich può essere usato 

come strato superiore di materassi o come imbottitura 

in capi protettivi. 

In Figura 3 si riporta un’immagine del tessuto. 

Figura 2 

CURIOSITA’ 

Tnt idrolegati per usi speciali 

La Texas Tech University attorno al 1999 ha 

iniziato ad interessarsi all’idrolegatura (alternativa 

alla classica agugliatura meccanica) 

come metodica per realizzare TNT. 

Attorno al 2001 gli ambienti del Ministero della 

Difesa Statunitense iniziarono ad interessarsi 

a questo particolare coesionamento di fibre, 

nell’ottica di realizzare prodotti decontaminanti 

ed, inizialmente, fu chiesto alla Texas Tech 

University di realizzare uno studio finalizzato a 

definire lo stato dell’arte dell’idrolegatura. Successivamente 

vennero richieste, alla medesima 

università, informazioni riguardo ad una 

macchina nota come H1 sviluppata dalla Fehrer 

AG (Austria) e brevettata dalla medesima azienda. 

La macchina H1 (Figura 1 a destra) per- 

Figura 1 

Figura 3 



mette di produrre veli TNT, mediante idrolegatura, 

costituiti da fibre naturali, per applicazioni 

sofisticate come quelle medicali, con costi 

di produzione contenuti. 

Poi il Ministero della Difesa USA ha commissionato 

alla Tech University una ricerca volta a 

sviluppare prodotti in fibra naturale, decontaminanti, 

realizzati con la tecnologia H1. 

Il motivo risiede nel fatto che l’idrolegatura riesce 

a far acquisire compattezza ad una struttura 

multistrato, pur mantenendola flessibile 

e, conseguentemente, capace di pulire anche 

superfici complesse. 

I ricercatori della Texas Tech University, dopo 

aver attentamente analizzato il processo produttivo, 

hanno deciso di apportare modifiche 

sia nella fase di cardatura, sia durante il momento 

di pulizia delle fibre, in quanto, anche 

facendo riferimento a ciò che era emerso ad 

una conferenza internazionale sull’agugliatura 

tenutasi nel 2000, ritenevano che l’ottimizzazione 

di tali fasi fosse di cruciale importanza 


Uno speciale trattamento rende le superfici 

esterne altamente soil-release. 

I fazzoletti/pannetti realizzati mantengono 

un’ottima mano, sono dotati di buona traspirabilità 

e possono essere utilizzati per pulire/ 

decontaminare la pelle. 

Applicazioni che potrebbero vedere impegnati 

questi pannetti sono quelle relative all’igiene 

domestica, ospedaliera o a livello industriale. 

Figura 2 

Figura 3 

per aumentare la qualità dei prodotti. 

La Figura 2 è un velo di TNT prodotto via agugliatura 

tradizionale, mentre la Figura 3 è l’immagine 

di un velo di TNT prodotto con il processo 

H1 modificato. 

Attualmente tale patnership ha permesso di 

realizzare un prodotto a sandwich costituito 

da uno strato interno di carbone attivo che 

lavora in adsorbimento, quale agente antimicrobico, 

e da due strati esterni in cotone. 

Se usato come un fazzoletto il tessuto può 

essere utile per pulire superfici, abiti o parti 

del corpo da contaminanti sia biologici, sia chimici.

NEWSLETTER RICERCA E INNOVAZIONE N. 17

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?