Active Surfaces: la ceramica diventa materia intelligente

Active Surfaces: la ricerca sui materiali si focalizza sulla ceramica antibatterica e antinquinamento 

La ricerca sui materiali rappresenta una delle frontiere più strategiche dell’innovazione scientifica. Crisi sanitarie globali, inquinamento atmosferico crescente e resistenza antimicrobica: la scienza dei materiali si afferma come disciplina cruciale per generare soluzioni concrete. Non si tratta più solo di sviluppare materiali più resistenti o economici: l’obiettivo è progettare materiali intelligenti che interagiscano attivamente con l’ambiente, contribuendo al benessere umano e alla sostenibilità ecologica.

In questo scenario, la collaborazione tra università e industria assume un ruolo determinante. La ricerca accademica fornisce le basi teoriche e la validazione scientifica rigorosa; l’industria traduce queste conoscenze in prodotti scalabili e accessibili. È in questa intersezione tra sapere teorico e competenza applicativa che nascono le innovazioni capaci di superare il confine del laboratorio per entrare nella vita quotidiana. Active Surfaces®, sviluppata da Iris Ceramica Group dal 2009 in collaborazione con il Dipartimento di Chimica dell’Università degli Studi di Milano, rappresenta un esempio emblematico di questo processo: una tecnologia che trasforma la ceramica da elemento passivo di rivestimento a superficie attiva capace di interagire continuamente con l’ambiente circostante, incarnando la sintesi tra eccellenza scientifica, tradizione manifatturiera italiana e visione sostenibile.

La tecnologia Active Surfaces® si basa sul principio della fotocatalisi, un processo naturale che viene innescato e accelerato dalla presenza di specifici materiali semiconduttori. Al centro di questa rivoluzione scientifica c’è il biossido di titanio (TiO₂) in forma micrometrica – non nanometrica, quindi privo di rischi per la salute umana – addizionato con argento, una combinazione protetta da due brevetti europei che conferisce al materiale ceramico proprietà uniche al mondo.

La scienza della fotocatalisi: come funziona la tecnologia di Active Surfaces

Il principio di funzionamento di Active Surfaces® si fonda su una reazione chimica naturale di straordinaria efficacia. Quando le superfici ceramiche trattate vengono esposte alla luce – sia naturale che artificiale, comprese le moderne lampade LED – e all’aria, il biossido di titanio agisce come fotocatalizzatore avviando un potente processo ossidativo che attacca e decompone a livello molecolare le sostanze organiche nocive presenti sulle superfici e nell’aria, trasformandole in composti innocui come acqua, anidride carbonica e sali inorganici.

La genialità dell’innovazione risiede nell’addizione di argento al biossido di titanio. Questa combinazione brevettata permette al materiale di attivare le proprietà fotocatalitiche anche in condizioni di bassa luminosità e persino al buio, estendendo l’efficacia del sistema ben oltre i limiti dei tradizionali materiali fotocatalitici che richiedono radiazione UV intensa. L’argento agisce come co-catalizzatore e agente antimicrobico, potenziando l’azione complessiva del sistema. Crucialmente, il titanio non si consuma durante la reazione: presta semplicemente i suoi elettroni per facilitare il processo ossidativo, riacquistandoli successivamente dall’ambiente. Questo meccanismo garantisce che l’azione fotocatalitica rimanga inalterata nel tempo, conferendo alle superfici Active Surfaces® una durabilità eccezionale delle loro proprietà attive.

Quattro azioni sinergiche per ambienti più sani

La tecnologia Active Surfaces® si declina in quattro proprietà fondamentali, tutte certificate secondo le più rigorose normative internazionali:

1. Azione antibatterica e antivirale

Le superfici Active Surfaces® dimostrano un’efficacia antibatterica straordinaria, eliminando fino al 99,99% di batteri comuni come l’Escherichia Coli e patogeni antibiotico-resistenti come lo Staphilococcus Aureus MRSA. Le certificazioni ISO 22196 e ISO 27447 attestano questa capacità sia in condizioni di oscurità che sotto illuminazione. Le certificazioni ISO 21702 e ISO 18061 documentano l’efficacia antivirale contro i quattro ceppi virali più rilevanti: le influenze pandemiche H1N1 e H3N2, l’Enterovirus 71 e il Poliovirus. Un risultato particolarmente significativo emerge dallo studio condotto nel marzo 2021 dal Dipartimento di Scienze Biomediche, Chirurgiche e Odontoiatriche e dal Dipartimento di Scienze Biomediche per la Salute dell’Università degli Studi di Milano, che ha dimostrato la capacità delle superfici di eliminare il virus SARS-CoV-2 fino al 94% dopo sole 4 ore di esposizione a luce UV a bassa intensità. Il meccanismo d’azione è particolarmente efficace perché, a differenza dei disinfettanti chimici tradizionali, la fotocatalisi non solo uccide i microrganismi ma li decompone completamente, impedendo la formazione del biofilm batterico – quella pellicola protettiva che i batteri creano sulle superfici e che spesso rende inefficaci i metodi di sanificazione convenzionali.

2. Azione antinquinamento

Active Surfaces® contribuisce attivamente al miglioramento della qualità dell’aria sia in ambienti interni che esterni. Il materiale è in grado di convertire molecole volatili pericolose – ossidi di azoto (NOx), ossidi di zolfo (SOx) e composti organici volatili (VOC) – in sostanze innocue attraverso il processo fotocatalitico.

La certificazione ISO 22197-1 documenta la capacità di abbattimento degli ossidi di azoto, tra i principali inquinanti urbani responsabili di problemi respiratori e degrado ambientale. Negli ambienti interni, le superfici degradano continuamente i VOC emessi da mobili, vernici, detergenti e materiali da costruzione, contribuendo a creare atmosfere più salubri. L’efficacia del sistema è tale che ogni metro quadrato di superficie Active Surfaces® installato in facciata esterna può neutralizzare una quantità significativa di inquinanti atmosferici, equivalente all’azione depurativa di alberi ad alto fusto. Si tratta di un contributo concreto e misurabile alla riduzione dell’inquinamento urbano, particolarmente rilevante in contesti metropolitani ad alta densità.

3. Azione anti-odore

Il processo fotocatalitico decompone le molecole organiche responsabili dei cattivi odori a livello molecolare. Anziché mascherare gli odori sgradevoli, come fanno i prodotti convenzionali, Active Surfaces® li elimina alla fonte, disgregando completamente le sostanze odorigene che entrano in contatto con la superficie ceramica. Questa proprietà si rivela particolarmente preziosa in ambienti ad alto traffico come ospedali, scuole, centri sportivi, ristoranti e bagni pubblici, dove il mantenimento di un’atmosfera confortevole è essenziale per il benessere degli occupanti. La degradazione continua delle sostanze odorigene garantisce ambienti freschi e gradevoli senza necessità di aerosol o deodoranti chimici.

4. Azione autopulente

Grazie alle proprietà super-idrofile indotte dalla fotocatalisi, le superfici Active Surfaces® mostrano una ridotta aderenza dello sporco. L’acqua si distribuisce uniformemente sulla superficie formando un sottile film che facilita l’asportazione delle particelle di sporco, rendendo la pulizia significativamente più semplice, rapida ed efficace. Nelle applicazioni esterne, questa caratteristica si traduce in un vantaggio economico ed ecologico notevole: l’azione della pioggia è spesso sufficiente a mantenere pulite le facciate, riducendo drasticamente la necessità di interventi di manutenzione e l’uso di detergenti aggressivi. Negli ambienti interni, le superfici possono essere pulite con semplice acqua o detergenti blandi, minimizzando l’esposizione a sostanze chimiche nocive.

L’efficacia di Active Surfaces® non si basa su affermazioni commerciali ma su una solida documentazione scientifica. Il materiale è stato sottoposto a numerosi test di laboratorio indipendenti e ha ottenuto certificazioni secondo le normative ISO più rigorose.

L’impatto multidimensionale: salute, ambiente, economia

L’adozione di superfici Active Surfaces® genera benefici che si estendono su molteplici dimensioni:

• Salute pubblica: La riduzione della carica microbica negli ambienti contribuisce a prevenire la trasmissione di infezioni, particolarmente cruciale in contesti sanitari, scolastici e ad alta frequentazione. La degradazione continua di inquinanti e allergeni migliora la qualità dell’aria indoor, riducendo l’incidenza di problemi respiratori e allergie
• Sostenibilità ambientale: La capacità di abbattere gli inquinanti atmosferici contribuisce concretamente alla mitigazione dell’inquinamento urbano. La riduzione nell’uso di detergenti chimici e disinfettanti diminuisce il rilascio di sostanze nocive nell’ambiente. Il carattere permanente delle proprietà fotocatalitiche elimina la necessità di trattamenti periodici, riducendo il consumo di risorse
• Efficienza economica: La facilità di pulizia e manutenzione delle superfici si traduce in risparmi significativi sui costi operativi degli edifici nel lungo periodo. Per le facciate esterne, la riduzione degli interventi di pulizia professionale può portare a economie sostanziali nell’arco della vita utile dell’edificio
• Certificazioni edilizie: Le proprietà documentate di Active Surfaces® facilitano l’ottenimento di importanti certificazioni di sostenibilità edilizia come LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), WELL Building Standard e BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method). Questi protocolli valutano l’impatto degli edifici sul benessere umano e sull’ambiente, e l’utilizzo di materiali eco-attivi contribuisce positivamente al punteggio complessivo.

L’alleanza strategica tra industria e università

Il successo di Active Surfaces® testimonia l’importanza della collaborazione tra il mondo produttivo e quello della ricerca accademica. La partnership tra Iris Ceramica Group e l’Università degli Studi di Milano rappresenta un modello virtuoso di trasferimento tecnologico, dove la ricerca fondamentale incontra le competenze manifatturiere per generare innovazione applicata.

Le superfici ceramiche sono il frutto di una ricerca avviata oltre dieci anni fa in collaborazione con il Dipartimento di Chimica dell’Università degli Studi di Milano, un percorso che continua tuttora con l’obiettivo di migliorare ulteriormente le prestazioni tecniche dei materiali. Il coinvolgimento dell’Università ha inoltre garantito un approccio metodologico rigoroso nella valutazione delle performance, inclusi gli studi più recenti sull’attività antivirale contro il SARS-CoV-2, condotti presso i Dipartimenti di Scienze Biomediche dell’ateneo milanese con protocolli sperimentali validati dalla comunità scientifica internazionale.

Prospettive future e sviluppi della ricerca

La ricerca su Active Surfaces® non si è fermata al raggiungimento dei risultati attuali. Iris Ceramica Group, in collaborazione con i partner universitari, continua a investire nello sviluppo di nuove formulazioni e nell’ottimizzazione delle prestazioni esistenti.

Le direzioni di ricerca includono:

• Miglioramento dell’efficienza fotocatalitica in condizioni di scarsa illuminazione
• Estensione dello spettro d’azione antimicrobica verso nuovi patogeni emergenti
• Ottimizzazione della durabilità delle prestazioni in condizioni ambientali estreme
• Sviluppo di nuove applicazioni in settori specialistici come il biomedicale e l’aerospazio

La ceramica, materiale nobile che accompagna l’umanità dalla scoperta del fuoco, trova in Active Surfaces® una nuova evoluzione che la proietta nel futuro. L’integrazione di proprietà fotocatalitiche avanzate trasforma questo materiale millenario in una tecnologia all’avanguardia, dimostrando come tradizione e innovazione possano fondersi per rispondere alle sfide contemporanee.