Nanofili di ossido di rame

Nel corso del ventesimo secolo lo sviluppo tecnologico e industriale, insieme all'aumento demografico, hanno causato un notevole incremento nell'utilizzo di uno dei beni più preziosi: l'acqua.
La ricerca relativa ai metodi di controllo della qualità dell'acqua e al recupero delle acque reflue rappresenta pertanto un'attività di enorme importanza. Nel tentativo di migliorare le condizioni ambientali si sono intrapresi studi per lo sviluppo di tecnologie e processi di purificazione innovative ed eco-compatibili. In questi rientra la fotocatalisi definita come la reazione chimica indotta dall'assorbimento di fotoni da parte di un materiale (il fotocatalizzatore) che non cambia struttura chimica durante la reazione. Le reazioni all'interfaccia fotocatalizzatore/acqua portano alla formazione di specie chimiche altamente reattive in grado di promuovere la degradazione dei composti organici e l'inattivazione degli agenti patogeni quali batteri e virus.
In questo lavoro di tesi sono state approfondite le proprietà fotocatalitiche dell'ossido di rame, semiconduttore caratterizzato da una band gap compresa tra 1.2 ed 1.7 eV. Tale valore, prossimo al picco dello spettro della radiazione solare, rende questo materiale adatto all'incremento dell'efficienza fotocatalitica.
È possibile, inoltre, intervenire sui diversi aspetti che caratterizzano il processo fotocatalitico. In quest'ambito, particolare interesse è rivolto allo studio dei materiali nanostrutturati al fine di rendere più efficaci i processi chimici coinvolti. Le nanostrutture si differenziano, infatti, dai corrispondenti materiali in forma massiva (bulk) per specifiche proprietà fisiche; tra queste, l'aumento del rapporto superficie/volume si traduce in un aumento della superficie esposta all'interazione con l'ambiente esterno, favorendo così i siti attivi per le reazioni fotochimiche e quindi la reattività.
A questo proposito è qui proposto lo studio di una tecnica di sintesi che, grazie al controllo della temperatura, della durata del processo ed altri parametri termodinamici, risulti efficace per la la preparazione massiva di nanofili di ossido di rame. È stato, inoltre, descritto un metodo per indagare l'attività fotocatalitica di un materiale tramite la fotodegradazione di sostanze coloranti durante l'esposizione a radiazione, presentando i risultati che, ad oggi, si sono ottenuti tramite le nanostrutture di ossido di rame.
Questo lavoro di tesi si inserisce all'interno della ricerca del progetto Water che mira allo sviluppo di nanotecnologie per la filtrazione dell'acqua, con l'obiettivo di sostenere la società e l'economia della Sicilia Ionica.