Comprendere come si muovono e come vengono trattenuti i PFAS all’interno dei materiali assorbenti. È questo l’obiettivo della ricerca condotta dall’Università degli Studi di Palermo, attraverso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali (SAAF) e il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche, Chimiche e Farmaceutiche (STEBICEF), in collaborazione con l’Università di Padova.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica open access ACS Omega, introduce un metodo per osservare le interazioni a livello molecolare tra i contaminanti fluorurati e il biochar, il carbone vegetale prodotto dalla pirolisi di biomasse di scarto.
Un nuovo metodo per studiare i PFAS
La ricerca, dal titolo “Ranking Biochar–Fluorinated Contaminant Interactions by 19F Fast Field-Cycling NMR Relaxometry“, utilizza la rilassometria NMR a ciclo di campo veloce (FFC-NMR) applicata al Fluoro-19.
La tecnica permette di ottenere specifici “descrittori dinamici”, attraverso i quali analizzare non soltanto la quantità di contaminante assorbita, ma anche il comportamento delle molecole all’interno del materiale.
I ricercatori hanno studiato in particolare fluttuazioni, tempi di permanenza e mobilità delle molecole fluorurate nei pori del biochar. Questi parametri consentono di valutare l’affinità tra il materiale e i diversi contaminanti e di comprendere meglio le condizioni che favoriscono la loro cattura.
Dal dato statico alla dinamica molecolare
Le tecniche utilizzate normalmente per valutare l’assorbimento forniscono soprattutto una fotografia della quantità di sostanza trattenuta. Il metodo sviluppato nell’ambito della ricerca dell’Università di Palermo punta invece a descrivere anche la dinamica delle interazioni tra PFAS e materiale assorbente.
L’analisi della mobilità delle molecole può quindi contribuire a individuare quali materiali risultino più efficaci nel trattenere specifici contaminanti fluorurati.
Il biochar assume in questo contesto un ruolo di interesse perché deriva da biomasse di scarto. Il suo possibile impiego come materiale assorbente mette quindi in relazione la ricerca sui PFAS con il recupero di risorse e con l’utilizzo di materiali di origine biologica.
Possibili applicazioni per la bonifica delle acque
I PFAS sono caratterizzati da un’elevata persistenza nell’ambiente e possono essere presenti negli ecosistemi e nelle falde acquifere. La ricerca punta a migliorare la conoscenza dei meccanismi molecolari che regolano la loro interazione con i materiali assorbenti.
Tra le prospettive indicate dagli autori c’è la possibilità di utilizzare queste informazioni per sviluppare filtri a base di biomassa progettati in funzione dei contaminanti da trattenere.
Si tratta, allo stato della ricerca, di una prospettiva applicativa: lo studio fornisce infatti un nuovo strumento per caratterizzare le interazioni tra PFAS e biochar e per valutare l’efficacia dei materiali nella cattura degli inquinanti.
La collaborazione tra SAAF e STEBICEF
Il lavoro nasce dalla collaborazione tra competenze diverse all’interno dell’Ateneo di Palermo. Il SAAF porta nel progetto le proprie competenze in ambito agronomico e ambientale, mentre lo STEBICEF contribuisce con quelle chimiche, fisiche e tecnologiche.
La collaborazione con l’Università di Padova completa il gruppo di ricerca e consente di affrontare il problema dei contaminanti fluorurati attraverso un approccio multidisciplinare.
Lo studio è stato pubblicato su ACS Omega nel 2026.
