Elettrospinning di polimeri ciclodestrinici sintetizzati attraverso approccio sostenibile per lo sviluppo di microfibre carboniose porose

Porous carbons are constantly developed and applied, for their high adsorbent capacities, in many research and industrial fields. The purpose of this research is to evaluate the use of polymer microfibers based onβ-cyclodextrin as a possible green precursor to obtain satisfactory results in terms of surface development, structural characteristics, carbon content and ash quantity. β-cyclodextrin-based polymers have been produced by performing a sustainable synthesis with the use of NADES, natural deep eutectic solvents, excellent candidates for the replacement of oil-based solvents. Synthesized polymers are a class of materials much explored in recent times for the controlled release of drugs and adsorption of unwanted substances in pharmaceutical, food and environmental applications. One of the peculiarities that makes them so versatile, is the presence of a hydrophobic internal cavity able to allow the creation of host-guest interactions. Cyclodextrins, however, are highly soluble molecules in an aqueous environment. To make their applicability wider, you can take advantage of the residual features to allow a link reaction that makes the structure insoluble, obtaining what can be defined as nanosponges. These are used for a wider spectrum of applications, not only for their lower dissolution capacity in an aqueous environment, but also for their greater number of host-guest interactions. In fact, depending on the degree of cross linking achieved there is a different quantity of interstitial spaces of different sizes, able to bind several host molecules to themselves. However, most synthesis of β-cyclodextrin-based polymers involves the use of oil-based solvents, which are toxic and flammable. For this reason, the possibility of carrying out a scale up of the reaction using NADES, natural-based green solvents that would make synthesis sustainable and eco-friendly, was also explored.

Carboni porosi vengono costantemente sviluppati ed applicati, per le loro elevate capacità adsorbenti, in molte ricerche ed ambiti industriali. Lo scopo di questa ricerca è valutare l’utilizzo di microfibre di polimeri a base di β-ciclodestrina come possibile precursore green per l’ottenimento di risultati soddisfacenti in termini di sviluppo superficiale, caratteristiche strutturali, contenuto di carbonio e quantità di ceneri. I polimeri a base di β-ciclodestrina sono stati prodotti svolgendo una sintesi sostenibile con l’utilizzo di NADES, natural deep eutectic solvents, ottimi candidati per la sostituzione di solventi a base petrolifera. I polimeri sintetizzati sono una classe di materiali molto esplorata in tempi recenti per il rilascio controllato di farmaci ed adsorbimento di sostanze indesiderate in applicazioni farmaceutiche, alimentari ed ambientali. Una delle peculiarità che le rende così versatili è la presenza di una cavità interna idrofobica in grado di permettere la creazione di interazioni host-guest. Le ciclodestrine sono però molecole altamente solubili in ambiente acquoso. Per rendere la loro applicabilità più ampia, è possibile sfruttare le funzionalità residue per permettere una reazione di reticolazione che renda la struttura insolubile, ottenendo quelle che possono essere definite come nanospugne. Queste sono utilizzate per un più ampio spettro di applicazioni, non solo per la loro minore capacità di dissoluzione in ambiente acquoso, ma anche per la loro maggiore quantità di interazioni host-guest. Infatti, a seconda del grado di reticolazione raggiunto esiste un differente quantitativo di spazi interstiziali di diversa dimensione, in grado di legare a sé svariate molecole ospite. La maggior parte di sintesi di polimeri a base di β-ciclodestrina coinvolge però l’utilizzo di solventi a base petrolifera, i quali sono tossici ed infiammabili. Per questo è stata inoltre, esplorata la possibilità di svolgere uno scale up della reazione utilizzando i NADES, solventi green a base naturale che renderebbero la sintesi sostenibile ed eco-friendly.