IT202000018004A1 - Nanoparticelle, substrato nanofunzionalizzato e dispositivo con attività fotocatalitica antibatterica - Google Patents

Nanoparticelle, substrato nanofunzionalizzato e dispositivo con attività fotocatalitica antibatterica Download PDF

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IT202000018004A1
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nanoparticles
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bacteria
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Giovanni Baldi
Laura Niccolai
Marco Bitossi
Giada Lorenzi
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Colorobbia Consulting S R L
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor

Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?Nanoparticelle, substrato nanofunzionalizzato e dispositivo con attivit? fotocatalitica antibatterica?
CAMPO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione si inquadra nel settore della degradazione fotocatalitica per applicazioni nella disinfezione e/o sanificazione. In particolare, la presente invenzione riguarda l?uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, di un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle e di un dispositivo comprendente detto substrato per l?abbattimento di virus e/o funghi e/o batteri. La presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri.
STATO DELL?ARTE
Le malattie infettive, ovvero quelle malattie determinate da agenti patogeni che entrano in contatto con un individuo, rappresentano ancora oggi una delle principali cause di disabilit? e/o morte a livello globale. In particolare, i virus, i funghi ed i batteri, che possono trasmettersi da persona a persona o da animali a persone, rappresentano un problema sempre pi? sentito nella societ? odierna. Basti pensare, ad esempio, alle infezioni acquisite in ambito assistenziale (come ad esempio all?interno di ospedali, strutture di lungodegenza, ambulatori, assistenza domiciliare etc.) e che spesso costituiscono la complicanza pi? frequente e grave in ambito sanitario anche nei paesi pi? sviluppati e con elevati standard di igiene. In particolare, per quanto riguarda i batteri, la diffusione di batteri resistenti agli antibiotici risulta essere particolarmente preoccupante, sia in ambito ospedaliero dove l?uso di antibiotici ? spesso elevato e i contatti tra personale/visitatori (potenzialmente portatori di batteri) e malati (spesso immunodepressi) sono ravvicinati, che, ad esempio, a livello degli allevamenti di bestiame. In tal caso infatti, gli antibiotici sono spesso somministrati in quantit? massicce anche ad animali sani al fine di prevenire le infezioni che potrebbero comprometterne la crescita o causare malattie. In questo caso, possono pertanto svilupparsi batteri resistenti agli antibiotici potenzialmente trasmissibili anche all?uomo ad esempio mediante ingestione dei prodotti alimentari derivanti dagli animali stessi. Tra questi, ad esempio, sia i batteri della specie Escherichia coli che Staphylococcus aureus sono spesso responsabili di questo fenomeno di resistenza, e possono avere un ruolo nel trasferire questa resistenza all?uomo proprio attraverso gli alimenti. Per poter avere un quadro completo della situazione e dei rischi correlati alla diffusione di malattie infettive, ? inoltre importante considerare che, negli ultimi decenni, la globalizzazione, la concentrazione di un elevato numero di persone in spazi urbani sempre pi? affollati e la sempre pi? grande facilit? negli spostamenti internazionali, ha contribuito notevolmente alla diffusione di agenti patogeni, in breve tempo e in differenti parti del mondo. Basti pensare ad esempio ai coronavirus (CoVs), responsabili di diverse epidemie dal 2002 ad oggi, causate da SARS-CoV-1, MERS-CoV e, attualmente, SARS-CoV-2 (COVID-19), l?agente causale della pi? recente pandemia (2019/2020). In particolare, SARS-CoV-2 anche a causa della sua elevata virulenza e della sua capacit? di mortalit?, ? diventato un?emergenza sanitaria pubblica globale senza precedenti. I coronavirus sono virus RNA positivi avvolti, appartenenti alla famiglia dei Coronaviridae e all?ordine Nidovirales e sono considerai i pi? grandi virus RNA positivi, con genomi che vanno dai 27 ai 32 kb. I CoVs sono la causa di una variet? di malattie respiratorie, gastrointestinali e del sistema nervoso centrale sia nell?uomo che negli animali e sono in grado di adattarsi a nuovi ambienti attraverso mutazione e ricombinazione. La trasmissione di questi virus, cos? come per i batteri o per i funghi, pu? avvenire attraverso il contatto o la stretta vicinanza con una persona infetta, oppure attraverso il contatto con oggetti o superfici infette e la successiva trasmissione dell?agente patogeno attraverso il contatto con il naso, la bocca o gli occhi. Questi agenti patogeni sono infatti in grado di sopravvivere nell?ambiente per ore o giorni (e in alcuni casi per mesi) contaminando superfici, attrezzature mediche o matrici ambientali come acqua o aria in generale. Inoltre, la trasmissione pu? avvenire anche tramite individui asintomatici, rendendo cos? il controllo della diffusione della malattia estremamente difficoltoso. Alla luce di quanto sopra esposto, appare chiaro come l'emergere di nuove malattie, come appunto la SARS, il MERS o il COVID-19 o di batteri sempre pi? resistenti agli antibiotici, abbia creato nuovi paradigmi globali di salute pubblica e abbia messo in discussione anche i sistemi sanitari pi? efficienti a causa della mancanza di specifici farmaci e/o potenziali terapie. Per questo motivo, allo stato dell?arte attuale, in assenza di farmaci e/o terapie efficaci per il trattamento dei pazienti, gli interventi per combattere l?insorgenza di tali nuove malattie, si basano per lo pi? sul controllo e sulla prevenzione della diffusione dei relativi agenti patogeni. In questo ambito, risulta essere sempre pi? crescente la necessit? di poter effettuare una rapida disinfezione e sanificazione degli ambienti e degli spazi sia pubblici che privati, come ad esempio mezzi di trasporto, ospedali, scuole, uffici, negozi, ristoranti etc. In particolare, permane la sfida di poter mettere a disposizione un metodo che consenta l?abbattimento di virus e/o funghi e/o batteri sia che essi siano depositati su superfici sia che siano presenti nell?aria trasportati da goccioline di aerosol in ambienti chiusi, in modo rapido, poco costoso e senza rischi e/o controindicazioni per l?operatore. Allo stato dell?arte, vi sono numerose pubblicazioni riguardanti lo studio dell?azione della fotocatalisi nei confronti di virus e batteri. In quest?ambito, come riportato ad esempio da H. A. Foster et al. (?Photocatalytic disinfection using titanium dioxide: spectrum and mechanism of antimicrobial activity?, Applied Microbiology and Biotechnology, 90, 1847-1868 (2011)), sono stati condotti numerosi studi sulla potenziale attivit? antivirale e antibatterica del biossido di titanio (TiO2), uno dei pi? noti fotocatalizzatori normalmente impiegato per l?abbattimento di agenti inquinanti quali ossidi di azoto (NO, NOx, NO2) e composti organici volatili (VOCs). I fotocatalizzatori a base di biossido di titanio presentano numerosi vantaggi tra cui il costo contenuto, l?elevata disponibilit?, la non tossicit?, la stabilit? chimica e termica e l?elevato potere ossidativo propri del TiO2. Tuttavia, il pi? grande svantaggio dell?uso di tali fotocatalizzatori a base di biossido di titanio ? che questi risultano attivi solamente se irradiati da un?opportuna fonte di luce avente lunghezza d?onda nell?intervallo della regione dell?ultravioletto (?=350-400 nm) a causa della relativamente ampia energia di band gap del TiO2 (Eg = 3,0-3,2 eV), la quale assorbe luce solamente con lunghezza d?onda inferiore a 387 nm circa. Poich? fino a tempi recenti il know-how relativo alla fotocatalisi ha ricondotto all?uso prevalente dell?attivazione tramite luce ultravioletta (UVA/UVB), nulla si trova nello stato dell?arte relativamente all?abbattimento di virus e batteri da parte di biossido di titanio con luce avente lunghezza d?onda anche nello spettro visibile. Le uniche pubblicazioni relative all?abbattimento di virus e/o funghi e/o batteri che impiegano fotocatalisi con luce visibile sono infatti relative a fotocatalizzatori che comprendono altre sostanze come ad esempio descritto da K. Takehara (?Inactivation of avian influenza virus H1N1 by photocatalyst under visible light irradiation?, Virus Research, Vol. 151(1), 2010, pp. 102-103) in cui viene impiegato l?ossido di tungsteno drogato con platino per l?inattivazione del virus dell?influenza aviaria H1N1. In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione ? proporre un?alternativa ottimizzata ai fotocatalizzatori per l?abbattimento di virus e/o funghi e/o batteri, in particolare fornendo un fotocatalizzatore che funzioni sia con luce UV che visibile che solare, che abbia la stessa efficacia o un?efficacia superiore rispetto ai fotocatalizzatori noti nell?arte e che possa essere adatto a ricoprire differenti substrati. In particolare, la presente invenzione permette di risolvere le criticit? dell?arte nota mediante l?uso di un fotocatalizzatore a base di nanoparticelle di biossido di titanio drogato con azoto (TiO2-N) con attivit? fotocatalitica di abbattimento di virus e/o funghi e/o batteri, in breve tempo, senza emissioni di contaminanti (come invece, ad esempio, nel caso di dispositivi di sanificazione ad ozono) e attivo sia nell?UV che nel visibile, sorpassando cos? gli elevati costi e le problematiche di accessibilit? legate all?utilizzo di lampade UV, come ad esempio la produzione di O3.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione riguarda l?uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, di un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle, di un dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, per l?abbattimento di un virus e/o funghi, detti funghi essendo scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium e una loro combinazione; e/o batteri, detti batteri essendo scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione.
La presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri comprendenti le fasi di:
(A) mettere a disposizione dette nanoparticelle di TiO2-N oppure (A?) detto substrato nanofunzionalizzato oppure (A??) detto dispositivo; (B) porre in contatto dette nanoparticelle oppure (B?) detto substrato nanofunzionalizzato oppure (B??) detto dispositivo, con detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri; e
(C) irraggiare dette nanoparticelle oppure (C?) detto substrato con una fonte di luce di luce UV e/o visibile e/o solare; oppure (C??) irraggiare detto almeno un substrato compreso all?interno di detto dispositivo con detta sorgente luminosa.
Secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione dell?invenzione, detto virus ? preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: Coronaviridae, Batteriofagi, Caliciviridae, Picornaviridae, Reoviridae, Adenoviridae, Astroviridae, Anelloviridae, Pramixoviridae, Poxviridae, Filoviridae, Orthomyxoviridae, virus dell?epatite, e una loro combinazione. Preferibilmente, detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri sono compresi all?interno di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo, oppure sono presenti su di una superficie, preferibilmente adsorbiti su detta superficie. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita dell?invenzione, dette nanoparticelle di TiO2-N comprendono almeno una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99 % in peso rispetto al peso delle nanoparticelle e una fase cristallina rutilo in quantit? da 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle, pi? preferibilmente dette nanoparticelle di TiO2-N comprendono ulteriormente una fase cristallina anatasio in quantit? dall?1 al 10 % in peso o dal 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. Preferibilmente, dette nanoparticelle di TiO2-N presentano un titolo in azoto di drogaggio compreso tra l?1 e il 5% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, detto substrato ? scelto nel gruppo costituito da: un substrato di materiale ceramico, polimerico, tessile, tessuto-non-tessuto, metallico, vetroso, carta, cartone, o una loro combinazione. Preferibilmente, detto substrato comprende una pluralit? di canali e/o celle adatti al passaggio di un fluido, detti canali e/o celle aventi una sezione preferibilmente scelta tra circolare, esagonale, quadrata, triangolare, rettangolare e una loro combinazione, e identificanti un percorso per il fluido avente geometria variabile; preferibilmente detto substrato avente una struttura scelta tra: struttura stratificata, struttura a trama intrecciata, struttura a trama di tessuto, struttura a nido d?ape, preferibilmente caratterizzata da un valore di CPSI da 40 a 120, e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda l?uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, di un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle, di un dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, per l?abbattimento di un agente patogeno, detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra virus e/o batteri e/o funghi come descritti nella presente domanda di brevetto. Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di detto agente patogeno comprendente le fasi di:
(A) mettere a disposizione dette nanoparticelle di TiO2-N oppure (A?) detto substrato nanofunzionalizzato oppure (A??) detto dispositivo; (B) porre in contatto dette nanoparticelle oppure (B?) detto substrato nanofunzionalizzato oppure (B??) detto dispositivo, con detto agente patogeno; e
(C) irraggiare dette nanoparticelle oppure (C?) detto substrato con una fonte di luce di luce UV e/o visibile e/o solare; oppure (C??) irraggiare detto almeno un substrato compreso all?interno di detto dispositivo con detta sorgente luminosa.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Le Figure 1A e 1B mostrano immagini SEM, a due differenti ingrandimenti, di un dettaglio della superficie del substrato nanofunzionalizzato, ovvero del substrato ricoperto da nanoparticelle di TiO2-N ottenuto come descritto nell?Esempio 2.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Ai fini della presente invenzione, l?espressione ?nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N)? o ?nanoparticelle di biossido di titanio drogato con azoto (TiO2-N)?, si riferiscono a nanoparticelle (fotocatalitiche) drogate esclusivamente con azoto. Tali espressioni escludono pertanto il cosiddetto ?co-drogaggio?, ovvero la presenza contemporanea di due o pi? elementi/agenti droganti, come ad esempio nel caso di un co-drogaggio azoto-terre rare o simili.
I termini ?sospensione di nanoparticelle? e ?sospensione nanoparticellare?, per gli scopi della presente invenzione, sono considerati come sinonimi e si riferiscono ad una miscela in cui le nanoparticelle solide finemente suddivise sono disperse in un solvente, ad esempio acqua e/o alcol e/o glicole e/o loro miscele, in modo che non siano sedimentabili o che, dopo eventuale sedimentazione, siano facilmente ri-dispersibili.
Con il termine ?rivestimento nanoparticellare?, per gli scopi della presente invenzione si intende un rivestimento (coating) comprendente nanoparticelle o che consiste di nanoparticelle.
Con il termine ?materiale polimerico? o ?materiale plastico? si intende, ai fini della presente invenzione, un'ampia gamma di composti organici polimerici ad elevato peso molecolare, sintetici o semisintetici, che sono malleabili e possono quindi essere modellati in oggetti solidi. Detti composti organici polimerici possono essere (co)polimeri puri o comprendenti altre sostanze finalizzate a migliorarne le propriet? e ridurre i costi, come ad esempio additivi organici e/o inorganici.
Ai fini della presente invenzione, il termine ?(co)polimero? ? utilizzato per indicare sia i polimeri, altres? detti omopolimeri, ovvero macromolecole la cui catena polimerica contiene unit? ripetitive ottenute dall?unione di monomeri di un solo tipo, sia i copolimeri, ovvero macromolecole la cui catena polimerica contiene unit? ripetitive ottenute dall?unione di monomeri di due i pi? tipologie differenti.
Ai fini della presente invenzione il termine ?trasparente? si riferisce alla propriet? fisica della trasparenza, ovvero alla propriet? che permette alla luce di passare attraverso un materiale. In particolare, ai fini della presente invenzione un materiale ? definito ?trasparente? se trasmette la luce e consente l?osservazione nitida di un oggetto attraverso di esso.
Il termine ?traslucido? si riferisce alla propriet? fisica della traslucenza che permette alla luce di passare attraverso un materiale in modo diffuso.
In particolare, ai fini della presente invenzione un materiale ? definito ?traslucido? se trasmette la luce diffondendola ma non ? trasparente, ovvero se detto materiale non consente l?osservazione nitida di un oggetto osservato attraverso di esso.
Il termine ?opaco?, si riferisce alla propriet? fisica dell?opacit? che non permette alla luce di passare attraverso un materiale.
In particolare, ai fini della presente invenzione, un materiale ? definito ?opaco? se non trasmette la luce, ovvero se risulta impenetrabile alla luce e impedisce pertanto in toto l?osservazione di un oggetto attraverso di esso.
Con il termine ?substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto? e sinonimi si intende un substrato che comprende dette nanoparticelle. Dette nanoparticelle possono essere presenti all?interno del materiale/materiali che forma/formano il substrato oppure possono formare/essere presenti all?interno di un rivestimento nanoparticellare che ricopre (integralmente o parzialmente) almeno una superficie, che sia essa interna e/o esterna, del substrato.
Con l?espressione ?superficie interna e/o esterna del substrato? si intende, ai fini della presente invenzione, una qualsiasi superficie del substrato, sia che essa sia visibile dall?esterno (superficie esterna) sia che essa, nel caso di una geometria e/o forma pi? complessa del substrato comprendente ad esempio cavit?, canali e/o interstizi, non sia visibile dall?esterno (superficie interna). A titolo d?esempio, un substrato realizzato con la forma e geometria di una sfera cava, avr? una superficie esterna visibile dall?osservatore ed una superficie interna, rivolta verso lo spazio interno cavo e pertanto non direttamente visibile dall?osservatore.
Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, il termine ?substrato? ? da intendersi come sinonimo di ?supporto?. Analogamente, le espressioni contenenti il termine ?substrato? descritte nella presente domanda di brevetto (i.e. ?substrato nanofunzionalizzato? etc.), secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, sono da intendersi come contenenti il termine ?supporto? (i.e. ?supporto nanofunzionalizzato? etc.). Con il termine ?macrorugosit?? si intende la propriet? che ha una superficie di un corpo costituita da micro-imperfezioni geometriche, intrinseche o risultanti da lavorazioni meccaniche; tali imperfezioni, misurate attraverso rugosimetro o mediante osservazione al microscopio elettronico, si presentano generalmente sotto forma di solchi e/o scalfitture, di forma, profondit? e direzione variabili e aventi dimensioni nell?ordine dei micrometri o millimetri.
Con il termine ?nanorugosit?? si intende la propriet?, misurata tramite microscopio elettronico, legata alla presenza di nanoparticelle all?interno e/o come rivestimento sulla superficie di un materiale e che rendono la sua superficie ?rugosa? a livello nanometrico, ovvero una superficie che presenta imperfezioni sotto forma di protuberanze, monti e valli aventi dimensioni nell?ordine dei nanometri.
Con il termine ?luce UV? si intende la radiazione ultravioletta, ovvero l?intervallo della radiazione elettromagnetica con lunghezza d'onda immediatamente inferiore alla luce visibile dall'occhio umano e immediatamente superiore a quella dei raggi X, ovvero con lunghezza d?onda compresa tra circa 10 e circa 380 nm.
Con il termine ?luce visibile? si intende la radiazione visibile, ovvero l?intervallo della radiazione elettromagnetica con lunghezza d?onda immediatamente superiore alla radiazione ultravioletta e immediatamente inferiore alla radiazione infrarossa, ovvero con lunghezza d?onda compresa tra circa 380 e circa 720 nm.
Con il termine ?luce solare? si intende la radiazione solare, ovvero l?energia radiante emessa nello spazio interplanetario dal sole che comprende radiazioni elettromagnetiche a varie lunghezze d?onda. In particolare, circa il 50% della radiazione solare ? emessa nella ragione infrarossa (NIR, vicina al visibile e compresa tra circa 750 nm e circa 1500 nm), circa il 5 % nella regione dell?ultravioletto e il resto nel visibile.
Ai fini della presente invenzione, il termine ?fluido? si riferisce a un materiale (i.e. una sostanza o una miscela di pi? sostanze) che si deforma illimitatamente (fluisce) se sottoposto a uno sforzo di taglio, indipendentemente dall'entit? di quest'ultimo. Il termine ?fluido? ? quindi utilizzato per indicare lo stato della materia che comprende i liquidi, gli aeriformi (gas), il plasma e, i solidi plastici.
La presente invenzione ha per oggetto un uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto un uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di un agente patogeno, detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, come descritti nella presente domanda di brevetto. Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, dette nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare sono in forma di polvere, preferibilmente polvere calcinata. Ai fini della presente invenzione le espressioni ?nanoparticelle in forma di polvere (calcinata)? o ?polvere (calcinata) nanoparticellare? sono da intendersi come sinonimi. Secondo un?altra forma di realizzazione dell?invenzione, dette nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare sono in forma di una sospensione in un solvente, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: un solvente organico, acqua o una loro miscela. Preferibilmente detto solvente organico ? scelto nel gruppo costituito da: alcol etilico, acetone, glicole, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: glicole dietilenico (DEG), glicole polietilenico (PEG), glicole propilenico (MPG), glicole etilenico (MEG), e una loro combinazione; o una loro miscela. Preferibilmente, detto solvente organico comprende una miscela di alcol etilico e almeno un glicole, oppure una miscela di acetone e almeno un glicole; detto almeno un glicole essendo preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: glicole dietilenico (DEG), glicole polietilenico (PEG), glicole propilenico (MPG), glicole etilenico (MEG), e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione detto solvente comprende una miscela di detto solvente organico e acqua, preferibilmente una miscela di almeno un glicole e acqua; detto almeno un glicole essendo preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: glicole dietilenico (DEG), glicole polietilenico (PEG), glicole propilenico (MPG), glicole etilenico (MEG), e una loro combinazione. Preferibilmente, dette nanoparticelle di TiO2-N sono presenti in detta sospensione in una quantit? compresa tra lo 0,1 e il 20% in peso, preferibilmente tra l?1 e il 10% in peso rispetto al peso totale della sospensione. Preferibilmente, nella forma di realizzazione in cui detto solvente non comprende o non ? costituito da glicole, detta sospensione di nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare presenta una densit? compresa tra 0,6 e 1 g/cm<3>, pi? preferibilmente tra 0,7 e 0,9 g/cm<3 >e, preferibilmente, da una viscosit? compresa tra 0,8 e 1,3 mPa?s, pi? preferibilmente tra 0,9 e 1,1 mPa?s, misurata a 25 ?C. Preferibilmente, nella forma di realizzazione in cui detto solvente comprende o ? costituito da glicole, detta sospensione di nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare presenta una densit? compresa tra 0,6 e 1,1 g/cm<3>, pi? preferibilmente tra 0,7 e 0,9 g/cm<3 >e, preferibilmente, da una viscosit? compresa tra 30 e 80 mPa?s, pi? preferibilmente tra 35 e 75 mPa?s, misurata a 25 ?C. Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, dette nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare sono comprese all?interno di un colore o di una pittura. Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra descritte, dette nanoparticelle di TiO2-N hanno dimensioni comprese tra 30 e 150 nm, pi? preferibilmente tra 35 e 100 nm, ancora pi? preferibilmente tra 48 e 150 nm, ancora pi? preferibilmente tra 48 e 100 nm, ancora pi? preferibilmente tra 30 e 50 nm, ancora pi? preferibilmente tra 30 e 80 nm, ancora pi? preferibilmente tra 48 e 90 nm, misurate come Z-average con tecnica DLS (Dynamic Light Scattering, Malvern Instruments). L?intervallo 30-150 nm significa che le nanoparticelle presentano uno Z-average pari ad un numero intero o decimale compreso tra 30 e 150 nm, con un indice di polidispersione inferiore a 0,3, preferibilmente compreso tra 0,21 e 0,29, pi? preferibilmente compreso tra 0,216 e 0,286. Tali valori di polidispersione indicano un?eccellente uniformit? di dimensione delle nanoparticelle. Pertanto, se per esempio il valore Z-average delle nanoparticelle ? pari a 49,9 con indice di polidispersione di 0,221, ci? significa che le nanoparticelle sono uniformemente distribuite dal punto di vista dimensionale e che presentano quasi tutte un diametro medio di circa 49,9 nm. Preferibilmente la quantit? di azoto di drogaggio presente in dette nanoparticelle di TiO2-N ? compresa tra l?1 e 5% in peso, preferibilmente tra l?1,5 e il 3 % in peso rispetto al peso totale delle nanoparticelle. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha tuttavia trovato che dette nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, presentano un?elevata attivit? fotocatalitica, in particolare un?elevata attivit? di fotocatalisi ossidativa, in quanto, sotto irraggiamento (con luce UV e/o visibile e/o solare), dette nanoparticelle diventano un potente ossidante e risultano sorprendentemente e particolarmente efficaci nell?abbattimento di un virus e/o di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o di batteri, detti batteri essendo scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione ancora pi? preferita, dette nanoparticelle di TiO2-N presentano, ad un?analisi diffrattometrica ai raggi X, almeno una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. Preferibilmente dette nanoparticelle di TiO2-N presentano ulteriormente una fase cristallina rutilo. Ancora pi? preferibilmente dette nanoparticelle di TiO2-N che presentano almeno una fase cristallina brookite e una fase cristallina rutilo, presentano ulteriormente anche una fase cristallina anatasio. In una forma di realizzazione, dette nanoparticelle di TiO2-N presentano una fase cristallina brookite in quantit? dal 90 al 99% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle e la rimanente quantit? al 100% essendo fase cristallina rutilo e/o anatasio. In una forma di realizzazione dette nanoparticelle di TiO2-N presentano almeno due fasi cristalline del TiO2: una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle e una fase cristallina rutilo (oppure una fase cristallina anatasio) in quantit? dal 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. In una forma di realizzazione, dette nanoparticelle di TiO2-N presentano almeno due fasi cristalline del TiO2: una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 75% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle e una fase cristallina rutilo (oppure una fase cristallina anatasio) in quantit? dal 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. In una forma di realizzazione, dette nanoparticelle di TiO2N presentano una fase cristallina rutilo (oppure una fase cristallina anatasio) e una fase cristallina brookite, preferibilmente ciascuna presente in quantit? pari a circa il 50% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. In una forma di realizzazione particolarmente preferita, dette nanoparticelle di TiO2-N presentano tre fasi cristalline del TiO2: una fase cristallina brookite in quantit? dal 20 al 75%, una fase cristallina anatasio in quantit? dal 35 all?80% e una fase cristallina rutilo in quantit? dal 35 al 40% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, la presente invenzione riguarda l?uso, per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione, di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare comprendenti almeno una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99 % in peso, preferibilmente dal 10 al 75% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle e una fase cristallina rutilo in quantit? da 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle, pi? preferibilmente dette nanoparticelle di TiO2-N comprendenti ulteriormente una fase cristallina anatasio in quantit? dall?1 al 10 % in peso o dal 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. La presenza di quantit? rilevanti di fase cristallina brookite all?interno delle nanoparticelle (fotocatalitiche) di TiO2-N secondo le forme di realizzazione sopra descritte, porta con s? vantaggi notevoli per quanto riguarda le propriet? fotocatalitiche di dette nanoparticelle quando usate per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione, secondo la presente invenzione. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la migliore attivit? della fase brookite rispetto alle altre due fasi cristalline del TiO2 pu? essere collegata al fatto che, poich? l?attivit? fotocatalitica dipende dal numero di molecole di TiO2 per unit? di cella, avendo la fase brookite un volume di cella maggiore, essa presenta una maggiore quantit? di ossigeno superficiale disponibile per la fotocatalisi e quindi per l?abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri. Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto un uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione, dette nanoparticelle essendo in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida, preferibilmente scelto tra: una fonte di argento (sotto forma di sale di argento, come ad esempio un nitrato o solfato di argento, oppure nanoparticelle di argento), nanoparticelle di ossido di manganese (IV) (MnO2), nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO), una fonte di rame (sotto forma di sale di rame, come ad esempio un nitrato o un solfato, oppure nanoparticelle di rame), e una loro combinazione. Preferibilmente, in detta forma di realizzazione, dette nanoparticelle di TiO2-N sono come precedentemente descritte. Preferibilmente, in detta forma di realizzazione, dette nanoparticelle di TiO2-N sono in combinazione con detto almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida sotto forma di una miscela (sospensione) in un solvente, preferibilmente in un solvente organico, ad esempio alcol etilico, acetone, glicole preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: glicole dietilenico (DEG), glicole polietilenico (PEG), glicole propilenico (MPG), glicole etilenico (MEG), e una loro combinazione, o loro miscele, oppure in acqua, oppure in miscela di acqua e solvente organico, o sotto forma di una miscela di polveri. Preferibilmente, detto solvente organico comprende una miscela di alcol etilico e almeno un glicole, oppure una miscela di acetone e almeno un glicole. Secondo una forma di realizzazione detto solvente comprende una miscela di detto solvente organico e acqua, preferibilmente una miscela di acqua e almeno un glicole. Preferibilmente, detto almeno un glicole ? scelto nel gruppo costituito da: glicole dietilenico (DEG), glicole polietilenico (PEG), glicole propilenico (MPG), glicole etilenico (MEG), e una loro combinazione. In questo modo ? possibile ottenere un?attivit? antivirale e/o antibatterica e/o antifungina, dovute alla presenza dell?argento e/o di MnO2 e/o dell?ossido di zinco e/o del rame, anche in assenza di luce UV e/o visibile e/o solare. In questa forma di realizzazione, la quantit? di argento e/o di MnO2 e/o di ZnO e/o di Cu presente nella sospensione o miscela di polveri finale (in combinazione con dette nanoparticelle di TiO2-N) ? preferibilmente superiore ai 20 ppm. Preferibilmente, secondo una forma di realizzazione, dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare come precedentemente descritte sono ottenute/ottenibili in forma di polvere calcinata mediante il processo descritto in WO2019/211787 della stessa Richiedente, qui interamente incorporato per riferimento, che comprende le fasi di:
a) preparare una sospensione di nanoparticelle di TiO2 in acqua;
b) addizionare alla sospensione un agente drogante azotato e miscelare fino ad omogeneit?;
c) essiccare la sospensione addizionata di agente drogante azotato fino ad ottenere una polvere con un residuo acquoso compreso tra lo 0 e il 15% in peso;
d) sottoporre la polvere essiccata a calcinazione ad una temperatura compresa tra 400 e 600 ?C ottenendo nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare in forma di polvere calcinata.
Preferibilmente, dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare sono ottenute/ottenibili in forma di sospensione, se, in aggiunta alle fasi a)-d) sopra descritte, il processo comprende le ulteriori fasi di:
e) sottoporre la polvere calcinata ottenuta alla fase d) a macinazione in un solvente ottenendo una sospensione di nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare in solvente;
f) diluire la sospensione del punto e) con ulteriore solvente.
Preferibilmente, la sospensione di nanoparticelle di TiO2 in acqua della fase a) ? una sospensione stabile preparata secondo il processo descritto in WO200788151 della stessa Richiedente, qui interamente incorporato per riferimento.
In particolare, la sospensione di nanoparticelle di TiO2 in acqua del punto a) ? una sospensione di nanoparticelle di TiO2 aventi dimensioni comprese tra 30 e 50 nm misurate con metodi noti nel settore, quali FEG-SEM (microscopia a scansione elettronica), TEM (microscopia a trasmissione elettronica) e DLS (Dynamic Light Scattering). L?indice di polidispersione delle nanoparticelle ? inferiore a 0,3, preferibilmente compreso tra 0,21 e 0,29, pi? preferibilmente tra 0,216 e 0,286. La concentrazione di nanoparticelle di TiO2 sospese in acqua ? compresa tra 1 e 10% in peso, preferibilmente tra 2 e 8% in peso rispetto al peso della sospensione. La sospensione di nanoparticelle ? stabile per periodi molto prolungati senza manifestare fenomeni di coagulazione e conglomerazione. Pertanto, tale sospensione pu? essere preferibilmente preparata con il processo di WO200788151 e poi conservata per tempi anche lunghi prima di essere impiegata nella fase (a). Il processo per ottenere la sospensione di nanoparticelle di TiO2 in acqua, preferibilmente in forma cristallina anatasio, comprende una prima fase in cui un alcossido di titanio in acqua ? sottoposto ad idrolisi acida ad una temperatura compresa tra 15 e 95 ?C e per un tempo compreso tra 12 ore e 72 ore, in presenza di un tensioattivo non ionico, preferibilmente Triton X-100. L?alcossido di titanio ? preferibilmente scelto tra metossido di titanio, etossido di titanio, normal-propossido di titanio, iso-propossido di titanio, normal-butossido di titanio e isobutossido di titanio. L?alcossido preferito ? il propossido di titanio. L?acido minerale utilizzato per l?idrolisi acida dell?alcossido di titanio ? preferibilmente scelto tra: acido idrocloridrico, acido nitrico, acido solforico, acido perclorico, acido idrobromico e ioduro di idrogeno. Alla sospensione di nanoparticelle di TiO2 in acqua, preferibilmente in forma cristallina anatasio, viene aggiunto, nella fase b), un agente drogante azotato scelto tra un sale inorganico di ammonio e un composto organico azotato. Preferibilmente, l?agente drogante azotato ? scelto tra citrato di ammonio e trietanolammina. Il citrato di ammonio ha fornito i risultati migliori in termini di processo e di facilit? di essiccazione della sospensione rispetto alla trietanolammina ed ? quindi, l?agente drogante azotato preferito. L?agente drogante azotato ? aggiunto alla sospensione acquosa di nanoparticelle di TiO2 in quantit? preferibilmente compresa tra 2 e 6% in peso, preferibilmente tra 3 e 5% in peso. Preferibilmente, l?aggiunta dell?agente drogante azotato alla sospensione acquosa di nanoparticelle di TiO2 avviene sotto agitazione e si osserva la formazione di un gel di colore bianco. La sospensione viene quindi tenuta sotto agitazione per un tempo preferibilmente compreso tra 4 e 24 ore, cio? fino ad ottenere una sospensione omogenea di colore bianco. La sospensione ottenuta comprende preferibilmente dal 4 all?8% in peso di TiO2 e dal 6 al 30% in peso di azoto rispetto al peso di TiO2. Preferibilmente la sospensione comprende dal 5 al 7% in peso di TiO2 e dall?8 al 25% in peso di azoto rispetto al peso di TiO2. Preferibilmente, la sospensione ottenuta comprende nanoparticelle di TiO2 aventi dimensioni comprese tra 48 e 150 nm, misurate come Z-average con DLS (Dynamic light scattering, Malvern Instruments). L?intervallo 48-150 nm significa che le nanoparticelle presentano uno Z-average pari ad un numero intero o decimale compreso tra 48 e 150 nm, con un indice di polidispersione inferiore a 0,3, preferibilmente compreso tra 0,21 e 0,29, pi? preferibilmente tra 0,216 e 0,286. Tali valori di polidispersione indicano un?eccellente uniformit? di dimensione delle nanoparticelle della sospensione. Pertanto, se per esempio il valore Z-average delle nanoparticelle ? pari a 49,9 con indice di polidispersione di 0,221, ci? significa che la sospensione comprende nanoparticelle molto uniformi che presentano quasi tutte un diametro di circa 49,9 nm. La sospensione di nanoparticelle di TiO2 comprendente anche l?agente drogante azotato cos? ottenuta viene sottoposta ad essiccazione nella fase c) mediante tecnica spray-drying, forni elettrici o a gas, oppure mediante riscaldamento con microonde. Quest?ultimo trattamento ? da preferire in quanto il processo risulta pi? efficiente e veloce rispetto all?impiego della convenzionale tecnica spray-drying; inoltre il trattamento con microonde consente di ottenere una polvere con minor grado di aggregazione/agglomerazione che rende pi? efficiente l?eventuale successiva fase di macinazione (fase e)). La temperatura di essiccazione ? preferibilmente compresa tra 100 e 150?C, preferibilmente tra 110 e 140?C. L?essiccazione pu? durare da 10 a 24 ore, preferibilmente da 15 a 20 ore. Al termine dell?essiccazione si ottiene una polvere con un residuo di acqua compreso tra 0 e 15% in peso, molto fine e dotata di una buona scorrevolezza. La granulometria della polvere ? preferibilmente inferiore ai 20 ?m, pi? preferibilmente inferiore ai 15 ?m, calcolata con la diffrazione laser impiegando un Laser Sympatec Modello HELOS (H0969). Preferibilmente, il 99% delle particelle di polvere ha granulometria inferiore a 15 ?m e il 90% delle particelle di polvere ha granulometria inferiore a 11 ?m. Pi? preferibilmente, il 50% delle particelle della polvere ha granulometria inferiore a 5,5 ?m e il 10% delle particelle della polvere ha granulometria inferiore a 2 ?m. La calcinazione della fase d) avviene preferibilmente ad una temperatura compresa tra 450 e 500 ?C. Preferibilmente, il riscaldamento viene effettuato trattando la polvere essiccata in muffola oppure mediante microonde. Quest?ultimo trattamento ? da preferire in quanto il processo risulta pi? efficiente e veloce rispetto all?impiego del convenzionale riscaldamento in muffola; inoltre il trattamento con microonde consente di ottenere una polvere con minor grado di aggregazione/agglomerazione che rende pi? efficiente l?eventuale successiva fase di macinazione (fase e)). Preferibilmente, la calcinazione viene eseguita per un tempo compreso tra 1 e 2 ore, pi? preferibilmente con una rampa di 1 o 2 ore per arrivare alla temperatura di calcinazione. Il gradiente di riscaldamento pu? essere compreso tra 7 e 14 ?C al minuto. Durante la fase di calcinazione avviene il drogaggio del TiO2 con azoto che penetra all?interno delle nanoparticelle di TiO2 posizionandosi in posizione di sostituzione all?interno del reticolo cristallino del TiO2 e/o in posizione interstiziale, cio? all?interno dei piani cristallini di TiO2. La polvere calcinata si presenta come una polvere di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) e, per gli scopi della presente invenzione, viene anche detta ?polvere nanoparticellare?. La polvere calcinata si presenta come polvere aggregata di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) che, ad un?analisi diffrattometrica ai raggi X, presenta almeno una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99% in peso rispetto al peso della polvere calcinata. In una forma di realizzazione detta polvere calcinata comprende ulteriormente una fase cristallina rutilo. In una forma di realizzazione, la polvere calcinata comprendente almeno una fase cristallina brookite e una fase cristallina rutilo, comprende ulteriormente anche una fase cristallina anatasio. In una forma di realizzazione, la polvere calcinata comprende dal 90 al 99% in peso rispetto al peso della polvere calcinata di fase cristallina TiO2 brookite, la rimanente quantit? a 100% essendo fase cristallina rutilo e/o anatasio. In una forma di realizzazione, la polvere calcinata di TiO2-N comprende almeno due fasi cristalline del TiO2: una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99% in peso rispetto al peso della polvere calcinata ed una fase cristallina rutilo (oppure una fase cristallina anatasio) in quantit? dal 25 al 90% in peso rispetto al peso della polvere calcinata. In una forma di realizzazione, la polvere calcinata di TiO2-N comprende almeno due fasi cristalline del TiO2: una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 75% in peso rispetto al peso della polvere calcinata ed una fase cristallina rutilo (oppure una fase cristallina anatasio) in quantit? dal 25 al 90% in peso rispetto al peso della polvere calcinata. In una forma di realizzazione, la polvere calcinata comprende una fase cristallina rutilo (oppure una fase cristallina anatasio) e una fase cristallina brookite, preferibilmente ciascuna presente in quantit? pari a circa il 50% in peso rispetto al peso della polvere calcinata. In una forma di realizzazione la polvere calcinata comprende tre fasi cristalline del TiO2: una fase cristallina brookite in quantit? dal 20 al 75%, una fase cristallina anatasio in quantit? dal 35 all?80% in peso rispetto al peso della polvere calcinata e una fase cristallina rutilo in quantit? dal 35 al 40% in peso rispetto al peso della polvere calcinata. La polvere calcinata presenta un grado di purezza superiore al 95% in peso, preferibilmente pari o superiore al 99% in peso in quanto l?analisi diffrattometrica non ha rivelato la presenza di fasi diverse dalle fasi cristalline di TiO2 sopra descritte. Preferibilmente, detta polvere calcinata ottenuta alla fase d), presenta una quantit? di azoto di drogaggio presente nel TiO2 compresa tra 1 e 5% in peso, preferibilmente tra 1,5 e 3% in peso rispetto al peso totale della polvere calcinata. Senza essere legati ad alcuna teoria, la Richiedente ritiene che la formazione di una polvere calcinata di TiO2 drogato con azoto comprendente almeno una fase cristallina brookite sia da imputare principalmente all?impiego della sospensione di TiO2 ottenuta con il processo di WO200788151, ma anche, probabilmente, ad una combinazione tra l?impiego di questo prodotto di partenza, e le fasi di essiccazione e calcinazione come appena descritte. La presenza della fase brookite ? un risultato sorprendente e inatteso considerando che il prodotto di partenza ? preferibilmente costituito essenzialmente di TiO2 in fase anatasio. La fase brookite porta con s? vantaggi notevoli per quanto riguarda le propriet? fotocatalitiche delle nanoparticelle di TiO2-N, in particolare risultando particolarmente efficienti nell?uso per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Nell?uso per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione, secondo la presente invenzione, la polvere calcinata come precedentemente descritta pu? essere utilizzata tal quale oppure sottoposta ad ulteriori trattamenti. Preferibilmente, detta polvere calcinata pu? essere sottoposta a macinazione ad umido e poi ri-dispersa in solvente, secondo le fasi e) e f) successivamente descritte.
Alternativamente, la polvere calcinata pu? essere finemente dispersa con o senza pre-trattamento di macinazione e diluizione secondo le fasi e) e f), all?interno di colori e pitture utilizzate per rivestire pavimenti, muri o superfici esterne e/o interne ad esempio di edifici allo scopo di renderli antivirali e/o antibatterici e/o antifungini, e quindi in grado di abbattere virus e/o funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione.
Preferibilmente, dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare sono ottenute/ottenibili in forma di sospensione, se, in aggiunta alle fasi a)-d) sopra descritte, il processo comprende le ulteriori fasi di:
e) sottoporre la polvere calcinata ottenuta alla fase d) a macinazione in un solvente ottenendo una sospensione di nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare in solvente;
f) diluire la sospensione del punto e) con ulteriore solvente.
Nella fase e) la polvere calcinata viene preferibilmente sottoposta a macinazione in mulino a sfere ad alta energia con l?ausilio di un solvente, ad esempio acqua, acetone, alcol etilico o loro miscele. La macinazione avviene ad una velocit? preferibilmente compresa tra 1000 e 2000 giri/minuto per un tempo compreso tra 30 e 120 minuti, pi? preferibilmente tra 80 e 100 minuti. Al termine della macinazione si ottiene una sospensione in solvente molto concentrata, con valori di concentrazione delle nanoparticelle di TiO2-N ad esempio compresi tra 15 e 30% in peso. In particolare, la sospensione ottenuta dopo macinazione ? una sospensione di nanoparticelle di TiO2-N in solvente organico, ad esempio alcol etilico o acetone o loro miscele, oppure in acqua, oppure in miscele di acqua e solvente organico. Le dimensioni delle nanoparticelle sono preferibilmente comprese tra 48 e 150 nm, misurate come Z-average con DLS (Dynamic light scattering, Malvern Instruments). L?intervallo 48-150 nm significa che le nanoparticelle presentano uno Z-average pari ad un numero intero o decimale compreso tra 48 e 150 nm, con un indice di polidispersione inferiore a 0,3, preferibilmente compreso tra 0,21 e 0,29, pi? preferibilmente tra 0,216 e 0,286. Tali valori di polidispersione indicano un?eccellente uniformit? di dimensione delle nanoparticelle della sospensione. Pertanto, se per esempio il valore Z-average delle nanoparticelle ? pari a 49,9 con indice di polidispersione di 0,221, ci? significa che la sospensione comprende nanoparticelle molto uniformi che presentano quasi tutte un diametro di circa 49,9 nm. La sospensione ottenuta al termine della fase e) pu? essere troppo concentrata ed avere una reologia non adatta per alcune applicazioni industriali, soprattutto per applicazioni su substrati. Per questo motivo, il processo come sopra descritto prevede preferibilmente anche una successiva fase f) in cui la sospensione viene diluita ulteriormente nello stesso solvente, preferibilmente in un solvente organico o acqua o loro miscele, come ad esempio alcol etilico, acetone, acqua o loro miscele. La concentrazione finale della polvere di TiO2-N nel solvente viene quindi portata a valori preferibilmente compresi tra lo 0,1 e il 20% in peso, preferibilmente tra lo 1 e il 10% in peso. Per applicazioni su substrati, in particolare, la reologia della sospensione ? preferibilmente caratterizzata da una densit? compresa tra 0,6 e 1 g/cm<3>, pi? preferibilmente tra 0,7 e 0,9 g/cm<3 >e, preferibilmente, da una viscosit? compresa tra 0,8 e 1,3 mPa?s, pi? preferibilmente tra 0,9 e 1,1 mPa?s, misurata a 25 ?C. Nel caso in cui dalla macinazione e successiva diluizione non si ottenga una sospensione con queste caratteristiche reologiche, ? possibile modulare la densit? e la viscosit? aggiungendo opportuni additivi noti nell?arte per questo tipo di funzione, ad esempio carbossimetilcellulosa e glicoli. La reologia della sospensione ? importante per poter impiegare la sospensione, preferibilmente a livello industriale, in particolare per poter applicare la sospensione a substrati di diversa natura mediante le tecniche di ?spray coating?, ?flow coating?, ?dip coating?, ?spin coating?, ?Meyer bar coating?, ?gravure coating?, ?knife coating?, ?kiss coating?, ?die coating? o ?film transfer?. In una forma di realizzazione dell?invenzione, durante la fase f) di diluizione della sospensione, ? possibile aggiungere alla sospensione di nanoparticelle di TiO2-N almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida come ad esempio una fonte di argento (sotto forma di sale di argento, come ad esempio un nitrato o solfato di argento, oppure nanoparticelle di argento), nanoparticelle di ossido di manganese (IV) (MnO2), nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO), una fonte di rame (sotto forma di sale di rame, come ad esempio un nitrato o solfato, oppure di nanoparticelle di rame), o una loro miscela. In questo modo si ottiene una sospensione in solvente che presenta attivit? antivirali e/o antibatteriche e/o antifungine, dovute alla presenza dell?argento e/o dell?ossido di zinco e/o del rame, anche quando non irradiata dalla luce UV e/o visibile e/o solare. In questa forma di realizzazione, la quantit? di argento e/o di MnO2 e/o di ZnO e/o di Cu presente nella sospensione finale ? preferibilmente superiore ai 20 ppm. La sospensione di nanoparticelle di TiO2-N ottenuta al termine del processo come sopra descritto comprende nanoparticelle con le stesse fasi cristalline evidenziate nella polvere calcinata. Le percentuali in peso indicate si intendono percentuali in peso di fase cristallina rispetto al peso delle nanoparticelle. Preferibilmente, le nanoparticelle di TiO2-N in sospensione presentano un titolo in azoto di drogaggio preferibilmente compreso tra 1 e 5% in peso, preferibilmente tra 1,5 e 3% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle. La sospensione di nanoparticelle di TiO2-N ? una sospensione in un solvente, preferibilmente alcol etilico, acetone, acqua o loro miscele. Secondo una forma di realizzazione, le nanoparticelle di TiO2-N sono presenti in sospensione in quantit? compresa tra 0,1 e 20% in peso, preferibilmente tra 1 e 10% in peso, preferibilmente in solvente organico alcolico, acqua o loro miscele, come ad esempio alcol etilico o miscele di quest?ultimo con acqua. Il solvente ? quindi presente in quantit? compresa tra 80 e 99,9% in peso. La sospensione di nanoparticelle di TiO2-N pu? essere definita una sospensione pronta all?uso (?ready to use?) in quanto presenta caratteristiche chimiche-fisiche tali, come ad esempio la reologia, che permettono di poterla impiegare senza ulteriori trattamenti per rivestire substrati mediante le tecniche di rivestimento sopra elencate. Inoltre, la sospensione cos? ottenuta ? stabile per oltre 6 mesi senza che si formino precipitati o separazioni di fase. La presente invenzione ha per oggetto anche un uso di un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto anche un uso di un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di un agente patogeno, detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, come descritti nella presente domanda di brevetto. Preferibilmente, dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare sono come precedentemente descritte. Preferibilmente, detto substrato nanofunzionalizzato ? interamente o parzialmente rivestito con dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, e/o comprende al suo interno dette nanoparticelle. Pi? nello specifico, con l?espressione ?interamente o parzialmente rivestito con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto?, si intende che dette nanoparticelle formano/sono presenti all?interno di un rivestimento nanoparticellare che ricopre interamente o parzialmente almeno una superficie, che sia essa interna e/o esterna, del substrato. Per ?interamente rivestito? si intende che il substrato presenta tutte le superfici interne e/o esterne rivestite con le nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto. In altre parole, le superfici interne e/o esterne del substrato, nel loro complesso, presentano una percentuale di ricopertura superiore al 95%, preferibilmente superiore al 98%. Per ?parzialmente rivestito?, si intende che le superfici interne e/o esterne del substrato, nel loro complesso, presentano una percentuale di ricopertura inferiore al 95%, preferibilmente inferiore al 98%. In questo caso, per esempio solo alcune delle superfici del substrato possono essere rivestite con le nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto. Preferibilmente, il rivestimento nanoparticellare ha uno spessore, misurato tramite microscopio elettronico, compreso tra 1 e 5 ?m, preferibilmente tra 1,5 e 3 ?m, pi? preferibilmente tra 1,8 e 2,6 ?m. Con l?espressione ?comprendente al suo interno nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto?, si intende che dette nanoparticelle sono presenti all?interno del materiale/materiali che forma/formano il substrato. Preferibilmente, sia nella forma di realizzazione in cui detto substrato nanofunzionalizzato ? interamente o parzialmente rivestito con dette nanoparticelle di TiO2-N che nella forma di realizzazione in cui le comprende al suo interno, detto substrato nanofunzionalizzato comprende una quantit? di nanoparticelle di TiO2-N compresa tra 1 e 10 g/m<2>, preferibilmente tra 2 e 8 g/m<2>, ancora pi? preferibilmente tra 4 e 7 g/m<2>. Secondo una forma di realizzazione, detto substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare comprende ulteriormente almeno un agente virucida e/o battericida e/o fungicida preferibilmente scelto tra: una fonte di argento (sotto forma di sale di argento, come ad esempio un nitrato o solfato di argento, oppure nanoparticelle di argento), nanoparticelle di ossido di manganese (IV) (MnO2), nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO), una fonte di rame (sotto forma di sale di rame, come ad esempio un nitrato o un solfato, oppure nanoparticelle di rame); e una loro combinazione. Preferibilmente, detto almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida ? compreso insieme alle nanoparticelle di TiO2 drogate con azoto all?interno di un rivestimento nanoparticellare che ricopre interamente o parzialmente almeno una superficie, che sia essa interna e/o esterna, del substrato. Alternativamente, detto almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida forma a sua volta un rivestimento (coating) integrale o parziale su detto rivestimento nanoparticellare di TiO2-N. Alternativamente, detto almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida ? compreso insieme alle nanoparticelle di TiO2 drogate con azoto all?interno del materiale/materiali che forma/formano il substrato. In questo modo si ottiene un substrato nanofunzionalizzato che presenta attivit? antivirali e/o antibatteriche e/o antifungine, dovute alla presenza dell?argento e/o dell?MnO2 e/o dell?ossido di zinco e/o del rame, anche quando non irradiato dalla luce UV e/o visibile e/o solare. In questa forma di realizzazione, la quantit? di argento e/o di MnO2 e/o di ZnO e/o di Cu presente come rivestimento del e/o compreso all?interno del substrato ? preferibilmente superiore ai 20 ppm. Preferibilmente, detto substrato ? scelto nel gruppo costituito da: un substrato di materiale ceramico, preferibilmente detto materiale ceramico essendo scelto tra cordierite, mullite, allumina e una loro combinazione; un substrato di materiale polimerico, preferibilmente detto materiale polimerico comprendente almeno un (co)polimero scelto tra: PMMA (polimetilmetacrilato), PA (poliammide), PC (policarbonato), PLA (acido polilattico), PET (polietilene tereftalato), PE (polietilene), PVC (cloruro di polivinile), PS (polistirene), acrilo-nitrile-stirene-acrilato (ASA), acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS), polietilene tereftalato glicole (PET-g), poliuretano (PU), polipropilene (PP), copoliestere, e una loro combinazione; un substrato di materiale tessile, tessuto-non-tessuto, metallico, vetroso, carta, cartone, o una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione preferita, detto substrato ? un substrato scelto tra: cordierite, mullite, allumina, acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) e polietilene tereftalato glicole (PET-g), preferibilmente acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS). Preferibilmente, detto substrato nanofunzionalizzato pu? essere ottenuto/ottenibile mediante un qualsiasi processo noto nell?arte che ne permetta il rivestimento integrale o parziale con le nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (come precedentemente descritte, eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida), oppure che permetta l?inclusione di dette nanoparticelle all?interno del materiale/materiali che forma/formano il substrato stesso, preferibilmente detto processo essendo scelto tra le tecniche di: ?spray coating?, ?flow coating?, ?dip coating?, ?spin coating?, ?Meyer bar coating?, ?gravure coating?, ?knife coating?, ?kiss coating?, ?die coating? o ?film transfer?, eventualmente seguiti da una fase di calcinazione; stampa 3D, stampa a iniezione, estrusione, o una loro combinazione. Preferibilmente detto substrato nanofunzionalizzato ? opaco, traslucido o trasparente. Secondo una forma di realizzazione preferita detto substrato nanofunzionalizzato ? traslucido o trasparente in modo da poter vantaggiosamente sfruttare fino al 100% della radiazione luminosa (i.e. luce UV e/o visibile e/o solare) quando essa ? incidente sul substrato e che pu? pertanto essere rispettivamente diffusa da o passante attraverso il substrato ed ottenere cos? prestazioni fotocatalitiche (di abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri) superiori delle nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare come precedentemente descritte. Secondo una forma di realizzazione ancora pi? preferita, il substrato nanofunzionalizzato ? trasparente. Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione sopra descritte, detto substrato nanofunzionalizzato comprende una pluralit? di canali e/o celle adatti al passaggio di un fluido. Preferibilmente, detti canali e/o celle hanno una sezione a geometria variabile, preferibilmente scelta tra circolare, esagonale, quadrata, triangolare, rettangolare e una loro combinazione. Pi? preferibilmente detti canali e/o celle identificano un percorso per un fluido, detto percorso avente geometria variabile. Preferibilmente detto percorso ? scelto tra lineare, tortuoso, a spirale o una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione, detto substrato nanofunzionalizzato ha una struttura scelta nel gruppo costituito da: struttura stratificata, struttura a trama intrecciata, struttura a trama di tessuto, struttura a nido d?ape (Honeycomb), preferibilmente con numero, e/o forma di celle variabile, detta forma essendo ad esempio scelta tra circolare, esagonale, quadrata, triangolare, rettangolare e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione, il substrato nanofunzionalizzato pu? comprendere pi? strati in numero e dimensioni variabili, ciascuno strato avente preferibilmente struttura come precedentemente descritta. Preferibilmente il substrato nanofunzionalizzato secondo tale forma di realizzazione comprende almeno due strati uniti tra di loro ad incastro o con sistema a spina. La selezione del numero degli strati, del loro assemblaggio e della loro struttura varia in funzione delle caratteristiche di fluidodinamica che si vogliono ottenere. Secondo una forma di realizzazione preferita, il substrato nanofunzionalizzato ha una struttura a nido d?ape (Honeycomb). In altre parole, detto substrato con struttura a nido d?ape comprende una matrice pareti, preferibilmente di sottili pareti, che definiscono una pluralit? di condotti paralleli, aperti in entrambe le loro estremit? in modo tale da permettere il passaggio di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua. Vantaggiosamente detta pluralit? di condotti definisce una pluralit? di siti di ossidazione nei quali, mediante l?attivazione delle propriet? fotocatalitiche delle nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, comprese all?interno del materiale/i che forma/no il substrato stesso e/o sotto forma di rivestimento di dette pareti, da parte di un fotone incidente, avviene efficacemente l?abbattimento di un virus e/o di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Preferibilmente, detta struttura a nido d?ape ? caratterizzata da un valore di CPSI (cells per square inch) compreso tra 40 e 120, preferibilmente tra 50 e 100, pi? preferibilmente tra 50 e 70, ancora pi? preferibilmente tra 55 e 65. Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, detto substrato nanofunzionalizzato ? un substrato di materiale polimerico caratterizzato da una nanorugosit?, misurata tramite microscopio elettronico, compresa tra 10 e 50 nm e da una macrorugosit?, misurata tramite microscopio elettronico, compresa tra 100 e 600 ?m, in cui detta nano- e macro-rugosit? ? internamente e/o superficialmente diffusa. Preferibilmente detta nanorugosit? ? compresa tra 20 e 40 nm e detta macrorugosit? ? compresa tra 200 e 300 ?m. Con l?espressione ?nano-/macro-rugosit? internamente e/o superficialmente diffusa? si intende che detto substrato pu? presentare detta nanorugosit? e macrorugosit? in ogni sua parte, ovvero sia su almeno una superficie interna e/o esterna del substrato che incorporata all?interno del materiale polimerico che forma il substrato (apprezzabile e misurabile, in quest?ultimo caso, sezionando il substrato). Senza volersi legare ad una specifica teoria ? possibile ipotizzare che detta macrorugosit? sia collegata al materiale polimerico e alla sua lavorazione per l?ottenimento del substrato stesso. Preferibilmente, detta lavorazione ? scelta nel gruppo costituito da: tecnica di stampa 3D, stampa ad iniezione o estrusione eventualmente ulteriormente seguite da ulteriori operazioni atte a creare macrorugosit?. Per quanto riguarda la nanorugosit?, ? invece possibile ipotizzare che tale nanorugosit? derivi dalla funzionalizzazione del substrato con le nanoparticelle di TiO2-N come sopra descritte (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida come precedentemente descritto) che, una volta in contatto con il materiale polimerico caratterizzato da detta macrorugosit?, si organizzano a creare una nanorugosit? caratteristica. Per quanto riguarda le forme di realizzazione che prevedono che dette nanoparticelle di TiO2-N siano presenti (i.e. comprese) all?interno di detto materiale polimerico oppure che siano presenti sia all?interno che sotto forma di rivestimento nanoparticellare, in questo caso si pu? parlare di nanorugosit? sia internamente che superficialmente diffusa. Per quanto riguarda la forma di realizzazione che prevede che dette nanoparticelle di TiO2-N siano presenti solamente sotto forma di rivestimento nanoparticellare su almeno una superficie interna e/o esterna di detto substrato, in questo caso si pu? parlare solamente di nanorugosit? superficialmente diffusa. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha sorprendentemente trovato che grazie alla combinazione di detta nanorugosit? compresa tra 10 e 50 nm e di detta macrorugosit?, misurata tramite microscopio elettronico, compresa tra 100 e 600 ?m ? possibile ottenere un substrato nanofunzionalizzato di materiale polimerico in cui vi ? una perfetta compatibilit? tra le nanoparticelle di TiO2-N come sopra descritte (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida come precedentemente descritto) con cui il substrato ? nanofunzionalizzato e il materiale polimerico stesso. Detta compatibilit? ? collegata alla quantit? di nanoparticelle di TiO2-N come sopra descritte (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida come precedentemente descritto) che possono funzionalizzare efficacemente il substrato e, di conseguenza alle prestazioni fotocatalitiche dello stesso. Detta compatibilit? permette infatti di avere un miglior ancoraggio di dette nanoparticelle al substrato e permette non solo di poter efficacemente funzionalizzare il substrato con elevate quantit? di nanoparticelle di TiO2-N come sopra descritte (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida come precedentemente descritto) ma anche di mantenere quest?ultime efficacemente adese allo stesso garantendo cos? un?attivit? fotocatalitica ad elevate performance e prolungata nel tempo, risultando nell?efficace abbattimento di un virus e/o di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Inoltre, grazie agli specifici valori di nano- e macro-rugosit? secondo tale forma di realizzazione preferita del substrato, ? possibile assicurare un dosaggio efficace di dette nanoparticelle di TiO2-N (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida come precedentemente descritto) sia presenti al suo interno che sotto forma di rivestimento nanoparticellare sull?almeno una superficie interna e/o esterna del substrato. In particolare, secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, grazie ai valori di nanorugosit? e macrorugosit? precedentemente descritti detto substrato pu? efficacemente essere rivestito con un rivestimento nanoparticellare con il suddetto spessore che risulta essere vantaggiosamente compatibile e adeso al materiale polimerico sottostante in modo prolungato nel tempo. Preferibilmente, secondo la forma di realizzazione in cui detto substrato nanofunzionalizzato ? un substrato di materiale polimerico, detto substrato nanofunzionalizzato pu? essere ottenuto/ottenibile mediante un processo che comprende le fasi di:
(i) preparare un substrato di materiale polimerico, avente almeno una superficie interna e/o esterna, mediante una tecnica scelta nel gruppo costituito da: stampa 3D, stampa a iniezione o estrusione di un materiale polimerico, detto materiale polimerico essendo eventualmente un materiale polimerico comprendente le nanoparticelle di TiO2-N come sopra descritte al suo interno;
(ii) applicare sull?almeno una superficie interna e/o esterna del substrato ottenuto alla fase (i), una sospensione di nanoparticelle di TiO2-N come precedentemente descritte, in cui dette nanoparticelle sono preferibilmente presenti nella sospensione ad una concentrazione compresa tra l?1 e il 30% peso/peso, mediante una tecnica scelta nel gruppo costituito da: ?spray coating?, ?flow coating?, ?dip coating?, ?spin coating?, ?Meyer bar coating?, ?gravure coating?, ?knife coating?, ?kiss coating?, ?die coating? e ?film transfer?; con la condizione che, nel caso in cui le nanoparticelle di TiO2-N sono presenti all?interno del materiale polimerico nella fase (i), la fase (ii) pu? essere opzionalmente omessa. Nelle forme di realizzazione in cui dette nanoparticelle di TiO2-N sono presenti all?interno del materiale polimerico che forma il substrato oppure in cui dette nanoparticelle di TiO2-N sono presenti sia all?interno del materiale polimerico che sotto forma di rivestimento nanoparticellare, il materiale polimerico comprendente nanoparticelle di TiO2-N impiegato nella fase (i) ? preferibilmente un materiale polimerico nano-composito. Detto materiale polimerico nano-composito ? preferibilmente ottenuto mediante compoundazione, ovvero mediante aggiunta di una polvere comprendente le nanoparticelle di TiO2-N come precedentemente descritta al materiale polimerico, preferibilmente sotto forma di pellet, e successiva estrusione o del substrato nanofunzionalizzato di materiale polimerico o, alternativamente, di un filo polimerico nano-composito che ? successivamente processato mediante tecnica di stampa 3D o a iniezione per la realizzazione del substrato nanofunzionalizzato di materiale polimerico come precedentemente descritto. Nella forma di realizzazione in cui il substrato ? ulteriormente nanofunzionalizzato con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida, ? possibile aggiungere in detta compoundazione, detto almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida scelto tra: una fonte di argento (sotto forma di sale di argento, come ad esempio un nitrato o solfato di argento, oppure nanoparticelle di argento), nanoparticelle di ossido di manganese (IV) (MnO2), nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO), una fonte di rame (sotto forma di sale di rame, come ad esempio un nitrato o un solfato, oppure nanoparticelle di rame); e una loro combinazione. Vantaggiosamente, la possibilit? di poter funzionalizzare il materiale polimerico prima di processarlo per la realizzazione del substrato nanofunzionalizzato, permette di poter standardizzare la produzione ottenendo substrati nanofunzionalizzati differenti comprendenti la medesima quantit? di nanoparticelle di TiO2-N ed utilizzarli efficacemente per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Vantaggiosamente, tale forma di realizzazione permette inoltre di effettuare eventualmente una seconda funzionalizzazione mediante rivestimento del substrato (gi? nanofunzionalizzato nella fase (i) in cui le nanoparticelle di TiO2-N sono presenti all?interno del materiale polimerico), con un rivestimento nanoparticellare mediante applicazione di una sospensione di nanoparticelle di TiO2-N, come precedentemente descritte.
Preferibilmente il substrato preparato secondo la fase (i) pu? essere sottoposto ad un ulteriore trattamento atto ad impartire ulteriore macrorugosit?. Preferibilmente detto ulteriore trattamento ? scelto nel gruppo costituito da: trattamento laser, goffratura dello stampo, e una loro combinazione. Lo stampo stesso pu? essere studiato e congegnato in maniera che proprio durante l?azione meccanica della pressatura e successiva estrazione dello stampo si formi la rugosit? voluta. Questo risulta particolarmente vantaggioso nel caso in cui il substrato sia preparato con le tecniche di stampa ad iniezione o estrusione, tecniche che impartiscono al substrato valori di macrorugosit? generalmente inferiori a quelli richiesti dalla presente invenzione. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, nella fase (i) sopra descritta, il substrato ? preparato mediante stampa 3D. Vantaggiosamente, l?operazione di stampaggio del substrato mediante stampa 3D produce efficacemente macrorugosit? la quale, mentre nel caso delle applicazioni tradizionali rappresenta un problema in quanto non desiderata, in questo caso costituisce un vantaggio in quanto permette di aumentare efficacemente la compatibilit? tra il materiale polimerico del substrato e le nanoparticelle di TiO2-N e quindi aumentare l?attivit? di abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri ad opera del substrato nanofunzionalizzato secondo la presente invenzione. Preferibilmente, la sospensione di nanoparticelle di TiO2-N della fase (ii) sopra descritta, ? come precedentemente descritta. Al fine di garantire migliori applicazioni sul substrato, la reologia di detta sospensione ? preferibilmente caratterizzata da una densit? compresa tra 0,6 e 1 g/cm<3>, pi? preferibilmente tra 0,7 e 0,9 g/cm<3 >e da una viscosit? compresa tra 0,8 e 1,3 mPa?s, pi? preferibilmente tra 0,9 e 1,1 mPa?s, misurata a 25 ?C. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha tuttavia sorprendentemente trovato che a parit? di peso di sospensione di nanoparticelle di TiO2-N applicata, la quantit? di nanoparticelle efficacemente adese al substrato e, quindi funzionalizzanti il substrato, risulta essere notevolmente superiore (preferibilmente compresa tra 1 e 5 g/m<2>, preferibilmente tra 1,5 e 3 g/m<2>, pi? preferibilmente tra 1,8 e 2,6 g/m<2>) nel caso del substrato nanofunzionalizzato come sopra descritto, ovvero caratterizzato da una nanorugosit?, misurata tramite microscopio elettronico, compresa tra 10 e 50 nm e da una macrorugosit?, misurata tramite microscopio elettronico, compresa tra 100 e 600 ?m, in cui detta nano e macro-rugosit? ? internamente e/o superficialmente diffusa, rispetto ad un substrato, dello stesso materiale polimerico, ma avente valori di nanorugosit? e macrorugosit? differenti. Nella forma di realizzazione in cui il substrato ? ulteriormente nanofunzionalizzato con almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida, ? possibile aggiungere alla sospensione di nanoparticelle di TiO2-N della fase (ii) almeno un ulteriore agente virucida e/o battericida e/o fungicida scelto tra: una fonte di argento (sotto forma di sale di argento, come ad esempio un nitrato o solfato di argento, oppure nanoparticelle di argento), nanoparticelle di ossido di manganese (IV) (MnO2), nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO), una fonte di rame (sotto forma di sale di rame, come ad esempio un nitrato o un solfato, oppure nanoparticelle di rame), o una loro combinazione. Preferibilmente, prima della fase (ii) come sopra descritta, secondo una forma di realizzazione preferita, pu? essere effettuata un?ulteriore fase (ii?). Detta fase (ii?) ? una fase di pre-attivare il substrato ottenuto alla fase (i) precedentemente descritta mediante immersione in un solvente organico, per un tempo di immersione compreso tra 0,1 e 50 minuti e successivo trattamento termico ad una temperatura compresa tra 30 e 60 ?C. Preferibilmente detto solvente organico ? scelto nel gruppo costituito da: acetone, alcol etilico, alcol isopropilico, alcol metilico e una loro combinazione. Pi? preferibilmente detto solvente organico ? acetone. Preferibilmente detto tempo di immersione ? compreso tra 1 e 10 minuti. Preferibilmente detto trattamento termico ? eseguito ad una temperatura compresa tra 35 e 55 ?C. Vantaggiosamente detta fase (ii?) di pre-trattare risulta essere efficace a aumentare ulteriormente la compatibilit? tra il materiale polimerico del substrato e il successivo rivestimento nanoparticellare aumentando cos? ulteriormente l?adesione di detto rivestimento al substrato e, di conseguenza, migliorarne, nel tempo, le prestazioni fotocatalitiche e di abbattimento di un virus e/o di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione, dopo la fase (ii), pu? essere effettuata un?ulteriore fase (iii). Detta fase (iii) ? una fase di sottoporre il substrato ottenuto ad un trattamento termico ad una temperatura compresa tra 30 e 90 ?C, per un tempo di trattamento compreso tra 0,5 e 3 ore. Preferibilmente detta temperatura ? compresa tra 35 e 55 ?C. Preferibilmente detto tempo di trattamento ? compreso tra 0,5 e 2 ore. Vantaggiosamente tale fase di trattamento termico (iii) permette di assicurare un?adesione ulteriormente migliorata del rivestimento nanoparticellare al substrato. Vantaggiosamente, la scelta del materiale del substrato secondo tale forma di realizzazione preferita permette non solo di ottenere, mediante tecniche di stampa 3D, stampa a iniezione o estrusione un substrato con geometrie, spessore e forma variabili e modulabili secondo le esigenze ma anche di regolare le sue propriet? ottiche. In particolare, secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, il substrato nanofunzionalizzato ? traslucido o trasparente, ancora pi? preferibilmente trasparente. La Richiedente ha trovato che la modulazione dei parametri sopra elencati (forma, spessore, geometria, grado di opacit?/traslucenza/trasparenza del substrato, grado di rugosit? conferito al substrato dalla presenza di nanoparticelle di TiO2-N comprese al suo interno e/o sotto forma di rivestimento nanoparticellare), permette di variare ed ottimizzare le propriet? e le performance di abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri del substrato stesso in quanto ? possibile modulare il tempo di contatto di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri con il substrato nanofunzionalizzato, la quantit? di nanoparticelle di TiO2-N presenti nel e/o sul substrato e la percentuale di radiazione luminosa che irradia eventualmente attraversando il substrato stesso o essendo da esso diffusa. Inoltre, la Richiedente ha trovato che la modulazione dei valori di nano- e macro-rugosit? permette di assicurare un?adesione efficace del rivestimento nanoparticellare che, generalmente, ? altrimenti poco compatibile con un substrato in materiale polimerico e ha la tendenza a sfaldarsi e staccarsi, deteriorando cos? le performance di abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri ad opera del substrato nel tempo. Preferibilmente, secondo la forma di realizzazione in cui detto substrato nanofunzionalizzato ? un substrato in materiale ceramico, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: cordierite, mullite, allumina e una loro combinazione, detto substrato nanofunzionalizzato pu? essere ottenuto/ottenibile mediante il processo descritto in WO2018/207107 della stessa Richiedente, qui interamente incorporato per riferimento, che comprendente le fasi di:
(1) sintetizzare una sospensione acquosa di nanoparticelle di TiO2;
(2) addizionare a detta sospensione un agente drogante azotato realizzando una sospensione comprendente dette nanoparticelle di TiO2 e detto agente drogante azotato;
(3) applicare detta sospensione ad almeno una superficie di applicazione di un substrato, formando un rivestimento nanoparticellare, detto rivestimento essendo un rivestimento parziale o integrale;
(4) sottoporre detto substrato ad un ciclo di riscaldamento.
Preferibilmente, dette fasi (1) e (2) corrispondono alle fasi a) e b) dl processo descritto in WO2019/211787 della stessa Richiedente, come precedentemente descritte.
Secondo una forma di realizzazione, la fase (3) comprende una prima sotto-fase (3a) di applicare detta sospensione comprendente dette nanoparticelle di TiO2 e detto agente drogante azotato, ad almeno una superficie di applicazione del substrato, ad esempio mediante un processo di spruzzatura, ed una seconda sotto-fase (3b) di applicare un flusso di aria compressa su detta almeno una superficie di applicazione in modo tale da rimuovere il rivestimento nanoparticellare eventualmente depositato in eccesso. Alternativamente ? possibile applicare la sospensione comprendente dette nanoparticelle di TiO2 e detto agente drogante azotato (altresiddetta ?sospensione drogante?) mediante processi di dip coating, flow coating o applicazioni tipiche del campo ceramico come vela, serigrafia, campana, aerografo o digital inject. Preferibilmente, il ciclo di riscaldamento della fase (4) di sottoporre il substrato ad un ciclo di riscaldamento viene eseguito dopo un periodo di riposo del substrato stesso, scaldandolo ad una temperatura tra i 490 ?C ed i 510 ?C. Durante il ciclo di riscaldamento (detta anche fase di calcinazione) si verifica vantaggiosamente il drogaggio del biossido di titanio con l?azoto proveniente dall?agente drogante azotato che penetra all?interno delle nanoparticelle di TiO2 posizionandosi in posizione di sostituzione all?interno del reticolo cristallino del TiO2 e/o in posizione interstiziale, cio? all?interno dei piani cristallini di TiO2. Nel caso in cui venga utilizzato un forno statico, il ciclo di riscaldamento viene preferibilmente eseguito con un coefficiente di variazione della temperatura di 50 ?C/h per una durata di dieci ore, raggiungendo quindi la temperatura massima di circa 500 ?C. Nel caso invece in cui venga utilizzato un forno a scorrimento continuo si pu? attuare un ciclo di riscaldamento della durata di tre ore, con una fase di pre-riscaldamento, una di riscaldamento a 500 ?C ed una di raffreddamento, con una velocit? di scorrimento di circa 4m/h. In generale, si pu? osservare come il ciclo di riscaldamento abbia una durata sostanzialmente compresa tra le 2 e le 11 ore a seconda del tipo di dispositivo di riscaldamento utilizzato. La presente invenzione ha per oggetto anche un dispositivo per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione; detto dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm. Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto anche un dispositivo per l?abbattimento di un agente patogeno; detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, come descritti nella presente domanda di brevetto; detto dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm. Preferibilmente, detto almeno un substrato nanofunzionalizzato e detta almeno una sorgente luminosa sono disposti in modo tale che la radiazione emessa da detta almeno una sorgente luminosa irraggi almeno parzialmente, preferibilmente interamente, il substrato nanofunzionalizzato. In altre parole, si pu? dire che detto dispositivo comprende detto almeno un substrato nanofunzionalizzato ?associato? a detta almeno una sorgente luminosa. Preferibilmente, detto substrato nanofunzionalizzato ? come precedentemente descritto. Preferibilmente detto substrato nanofunzionalizzato ? ?attivato? dall?irraggiamento con luce (i.e. una radiazione) avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm, preferibilmente quando il dispositivo, e quindi l?almeno una sorgente luminosa, vengono accesi. Senza volersi legare ad una specifica teoria, ? tuttavia possibile sostenere che l?irraggiamento con una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm, determina l?attivazione delle propriet? fotocatalitiche delle nanoparticelle di TiO2-N che sono presenti a rivestimento (integrale o parziale) del substrato e/o comprese al suo interno, permettendo cos? l?abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri. In una forma di realizzazione, detto dispositivo ? un dispositivo di filtrazione che permette la decontaminazione di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo, da detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri compresi all?interno di detto fluido. Secondo tale forma di realizzazione, detto dispositivo di filtrazione comprende ulteriormente almeno un sistema di ventilazione e/o distribuzione di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo, configurato per permettere il passaggio di detto fluido all?interno di detto dispositivo di filtrazione, preferibilmente favorendone il contatto con e/o il passaggio attraverso l?almeno un substrato nanofunzionalizzato. In una forma di realizzazione, detto dispositivo di filtrazione comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato come sopra descritto ed almeno una sorgente luminosa, ? caratterizzato dal fatto che detto almeno un substrato nanofunzionalizzato circonda completamente e/o ingloba detta almeno una sorgente luminosa, detta almeno una sorgente luminosa essendo preferibilmente posizionata per non ostacolare il flusso del fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo, durante il passaggio all?interno del dispositivo. In una forma di realizzazione, detto dispositivo ? un impianto di illuminazione. Preferibilmente, detto impianto di illuminazione comprende un substrato per uno o pi? elementi luminosi, aventi superfici interne e/o esterne di diffusione luminosa, caratterizzato dal fatto che dette suddette superfici interne e/o esterne sono parzialmente o interamente rivestite con le nanoparticelle di TiO2-N come precedentemente descritte (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o biocida come precedentemente descritto). Secondo tale forma di realizzazione, pertanto, l?almeno un substrato nanofunzionalizzato e l?almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm, coincidono. Alternativamente, detto impianto di illuminazione pu? comprendere almeno un substrato nanofunzionalizzato come precedentemente descritto e un supporto per uno o pi? elementi luminosi, aventi superfici interne e/o esterne di diffusione luminosa, caratterizzato dal fatto che dette suddette superfici interne e/o esterne sono parzialmente o interamente rivestite con le nanoparticelle di TiO2-N come precedentemente descritte (eventualmente in combinazione con almeno un ulteriore agente virucida e/o biocida come precedentemente descritto). Secondo tale forma di realizzazione, pertanto, non solo detto dispositivo comprende l?almeno un substrato nanofunzionalizzato come sopra descritto, ma anche l?almeno una sorgente luminosa ? essa stessa nanofunzionalizzata. Preferibilmente, detto impianto di illuminazione come sopra descritto, pu? essere anche integrato con un sistema di ventilazione e/o distribuzione di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo, configurato per permettere il passaggio di detto fluido all?interno di detto dispositivo (i.e. impianto di illuminazione), preferibilmente favorendone il contatto con e/o il passaggio attraverso l?almeno un substrato nanofunzionalizzato. Secondo tale forma di realizzazione, detto dispositivo pu? essere anche definito come un ?impianto di illuminazione filtrante?. Preferibilmente, l?impianto di illuminazione come sopra descritto pu? essere un pannello LED, un proiettore, una lampadina o un oggetto di arredo, come ad esempio una plafoniera, una lampada (fissa o mobile) o un lampadario. In una forma di realizzazione detto impianto di illuminazione comprende una pluralit? di elementi luminosi (per esempio LED) organizzati in una successione a catena. In una forma di realizzazione, schermi di diffusione luminosa sono presenti in posizione inferiore o superiore alla suddetta catena di elementi luminosi. Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte, detta almeno una sorgente luminosa ? scelta tra una sorgente luminosa, preferibilmente LED, con una temperatura di colore compresa tra 3000 e 7000K, preferibilmente tra 3000 e 6000K, pi? preferibilmente tra 6000 e 7000K. Preferibilmente detta almeno una sorgente luminosa ha inoltre un?irradianza compresa tra 70 e 100 W/m<2>. Preferibilmente detta almeno una sorgente luminosa ha inoltre una resa in termini di flusso luminoso compresa tra 500 e 1000 lm. Nella forma di realizzazione in cui il substrato ? ulteriormente nanofunzionalizzato con almeno un agente virucida e/o battericida e/o fungicida come precedentemente descritto, detto dispositivo presenta pertanto, oltre ad una attivit? fotocatalitica per l?abbattimento di detto virus e/o di detti batteri e/o di detti funghi anche in assenza di irradiamento da parte di una fonte di luce (UV e/o visibile e/o solare), ovvero ad esempio quando almeno una sorgente luminosa compresa nel dispositivo stesso non ? in azione. Vantaggiosamente, la Richiedente ha trovato che, data la versatilit? del processo e dei materiali utilizzati per la produzione del substrato nanofunzionalizzato, secondo una forma di realizzazione, ? possibile vantaggiosamente miniaturizzare detto substrato e, di conseguenza anche il dispositivo, preferibilmente il dispositivo filtrante, che lo comprende. Inoltre, la Richiedente ha trovato che, data la possibilit? di scelta di spessori e la possibilit? di variare le geometrie del substrato come sopra descritto (ad esempio progettando un design internamente al substrato che prevede una molteplicit? di path che consentono vantaggiosamente di aumentare il tempo di contatto di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri presenti nel fluido da trattare), ? possibile ottenere un?ottimizzazione del sistema fluidodinamico del dispositivo ed ottenere un efficace abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri. La presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione; detto metodo comprendente le fasi di:
(A) mettere a disposizione nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare;
(B) porre in contatto dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto con detto virus e/o con detti funghi e/o con detti batteri;
(C) irraggiare dette nanoparticelle con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare.
Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di un agente patogeno; detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, come descritti nella presente domanda di brevetto; detto metodo comprendente le fasi di:
(A) mettere a disposizione nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare;
(B) porre in contatto dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto con detto agente patogeno;
(C) irraggiare dette nanoparticelle con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare.
Preferibilmente, dette nanoparticelle di TiO2-N sono come precedentemente descritte. Preferibilmente la fase (B) di ?porre in contatto? dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto con detto virus e/o con detti funghi e/o con detti batteri, ai fini della presente invenzione, ? da intendersi come una fase in cui detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri ?entrano spontaneamente in contatto? oppure ?sono posti in contatto? (ad esempio da un operatore/individuo e/o tramite un convogliamento su dette nanoparticelle di un flusso di un fluido comprendente detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, etc.) o ancora ?si trovano casualmente in contatto? con dette nanoparticelle, in modo che dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare possano essere in grado di esplicare nei confronti di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri la loro attivit? di abbattimento. In questo contesto, ai fini della presente invenzione, l?espressione ?virus e/o funghi e/o batteri in contatto con dette nanoparticelle di TiO2 drogate con azoto?, significa che detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri si trovano sulla superficie di dette nanoparticelle, preferibilmente essendo adsorbiti su di essa. Secondo una forma di realizzazione, la fonte di luce UV e/o visibile e/o solare della fase (C) ? una sorgente luminosa come precedentemente descritta. La presente invenzione ha per oggetto anche un metodo per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione;
detto metodo comprendente le fasi di:
(A?) mettere a disposizione un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare;
(B?) porre in contatto detto substrato nanofunzionalizzato con detto virus e/o con detti funghi e/o con detti batteri;
(C?) irraggiare detto substrato nanofunzionalizzato con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare.
Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di un agente patogeno; detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, come descritti nella presente domanda di brevetto; detto metodo comprendente le fasi di:
(A?) mettere a disposizione un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare;
(B?) porre in contatto detto substrato nanofunzionalizzato con detto agente patogeno;
(C?) irraggiare detto substrato nanofunzionalizzato con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare.
Preferibilmente, detto substrato nanofunzionalizzato ? come precedentemente descritto. Preferibilmente la fase (B?) di ?porre in contatto? detto substrato nanofunzionalizzato con detto virus e/o con detti funghi e/o con detti batteri, ai fini della presente invenzione, ? da intendersi come una fase in cui detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri ?entrano spontaneamente in contatto? oppure ?sono posti in contatto? (ad esempio da un operatore/individuo e/o tramite un convogliamento su dette nanoparticelle di un flusso di un fluido comprendente detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, etc.) o ancora ?si trovano casualmente in contatto? con detto substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, in modo che dette nanoparticelle possano essere in grado di esplicare nei confronti di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri la loro attivit? di abbattimento. In questo contesto, ai fini della presente invenzione, l?espressione ?virus e/o funghi e/o batteri in contatto con detto substrato nanofunzionalizzato?, significa che detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri si trovano su almeno una superficie, sia essa interna e/o esterna di detto substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle, pi? preferibilmente essendo adsorbiti sulla superficie di dette nanoparticelle. Secondo una forma di realizzazione, la fonte di luce UV e/o visibile e/o solare della fase (C?) ? una sorgente luminosa come precedentemente descritta. La presente invenzione ha per oggetto anche un metodo per l?abbattimento di un virus e/o per l?abbattimento di funghi scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium, Microsporum, Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus, Cryptococcus, Exophiala, Candida, Fusarium, e una loro combinazione; e/o per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae, e una loro combinazione;
detto metodo comprendente le fasi di:
(A??) mettere a disposizione un dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm;
(B??) porre in contatto detto dispositivo con detto virus e/o con detti funghi e/o con detti batteri;
(C??) irraggiare detto almeno un substrato nanofunzionalizzato con detta sorgente luminosa.
Secondo una forma di realizzazione, la presente invenzione riguarda anche un metodo per l?abbattimento di un agente patogeno; detto agente patogeno essendo preferibilmente scelto tra detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, come descritti nella presente domanda di brevetto; detto metodo comprendente le fasi di:
(A??) mettere a disposizione un dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm;
(B??) porre in contatto detto dispositivo con detto agente patogeno;
(C??) irraggiare detto almeno un substrato nanofunzionalizzato con detta sorgente luminosa.
Preferibilmente, detto dispositivo ? come precedentemente descritto. Preferibilmente la fase (B??) di ?porre in contatto? detto dispositivo con detto virus e/o con detti funghi e/o con detti batteri, ai fini della presente invenzione, ? da intendersi come una fase in cui detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri ?entrano spontaneamente in contatto? oppure ?sono posti in contatto? (ad esempio da un operatore/individuo e/o tramite un convogliamento all?interno di/su detto dispositivo di un flusso di un fluido comprendente detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri, etc.) o ancora ?si trovano casualmente in contatto? con detto dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, in modo che dette nanoparticelle possano essere in grado di esplicare nei confronti di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri la loro attivit? di abbattimento. In questo contesto, ai fini della presente invenzione, l?espressione ?virus e/o funghi e/o batteri in contatto con detto dispositivo?, significa che detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri si trovano su almeno una superficie, sia essa interna e/o esterna di detto almeno un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle compreso nel dispositivo, pi? preferibilmente essendo adsorbiti sulla superficie di dette nanoparticelle. Ai fini della presente invenzione, in tale forma di realizzazione, ?sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm? ? da intendersi come sinonimo di ?fonte di luce UV e/o visibile e/o solare?. Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la fase (C), (C?) o (C??) di irraggiare ? effettuata per un periodo di tempo compreso tra 0,5 e 48 ore, preferibilmente tra 1 e 12 ore, pi? preferibilmente tra 2 e 8 ore. Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte, detto virus ? scelto nel gruppo costituito da: - Coronaviridae, preferibilmente Orthocoronavirinae, pi? preferibilmente alphacroronavirus (alpha-CoV), ancora pi? preferibilmente HCoV-229E e HCoV-NL63, betacoronavirus (beta-CoV), ancora pi? preferibilmente OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2;
- Batteriofagi, preferibilmente Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Cystoviridae, Microviridae, pi? preferibilmente ?X174;
- Caliciviridae, preferibilmente Norovirus;
- Picornaviridae, preferibilmente Enterovirus, Echovirus, Rhinovirus e Coxsakievirus, ancora pi? preferibilmente pi? preferibilmente Coxsakievirus B, Enterovirus C, ancora pi? preferibilmente poliovirus;
- Reoviridae, preferibilmente Rotavirus, pi? preferibilmente Rotavirus A, Rotavirus B, Rotavirus C, Rotavirus D, Rotavirus E, Rotavirus F, Rotavirus G, Rotavirus H, Rotavirus I, Rotavirus J;
- Adenoviridae, preferibilmente Adenovirus, pi? preferibilmente Atadenovirus, Aviadenovirus, Ichtadenovirus, Mastadenovirus, Siadenovirus;
- Astroviridae, preferibilmente Avastrovirus, pi? preferibilmente Avastrovirus 1, Avastrovirus 2, Avastrovirus 3;
- Anelloviridae, preferibilmente Alphatorquevirus, pi? preferibilmente Torque teno virus 1;
- Pramixoviridae, preferibilmente virus respiratorio sinciziale (RSV) e virus parainfluenzale;
- Poxviridae, preferibilmente Orthopoxvirus, pi? preferibilmente Variola virus;
- Filoviridae, preferibilmente Ebolavirus;
- Orthomyxoviridae, preferibilmente Alphainfluenzavirus, Betainfluenzavirus, Deltainfluenzavirus, Gammainfluenzavirus, Influenza virus A, Influenza virus B, H1N1 e H5N1;
- virus dell?epatite, preferibilmente virus dell?epatite A (HAV), virus dell?epatite B (HBV), virus dell?epatite C (HCV), virus dell?epatite D (HDV), virus dell?epatite E (HEV);
e una loro combinazione.
Preferibilmente, detto virus ? scelto nel gruppo costituito da:
- Coronaviridae, preferibilmente Orthocoronavirinae, pi? preferibilmente alphacroronavirus (alpha-CoV), ancora pi? preferibilmente HCoV-229E e HCoV-NL63, betacoronavirus (beta-CoV), ancora pi? preferibilmente OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2;
- Poxviridae, preferibilmente Orthopoxvirus, pi? preferibilmente Variola virus;
- Filoviridae, preferibilmente Ebolavirus;
- Orthomyxoviridae, preferibilmente Alphainfluenzavirus, Betainfluenzavirus, Deltainfluenzavirus, Gammainfluenzavirus, Influenza virus A, Influenza virus B, H1N1 e H5N1;
- virus dell?epatite, preferibilmente virus dell?epatite A (HAV), virus dell?epatite B (HBV), virus dell?epatite C (HCV), virus dell?epatite D (HDV), virus dell?epatite E (HEV);
e una loro combinazione.
Preferibilmente, detto virus ? scelto nel gruppo costituito da:
- alphacroronavirus (alpha-CoV), preferibilmente HCoV-229E e HCoV-NL63, betacoronavirus (beta-CoV), preferibilmente OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2;
- Orthopoxvirus, preferibilmente Variola virus;
- Filoviridae, preferibilmente Ebolavirus;
e una loro combinazione.
Preferibilmente, detto virus ? scelto nel gruppo costituito da: HCoV-229E, HCoV-NL63, OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, preferibilmente SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, ancora pi? preferibilmente SARS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, ancora pi? preferibilmente Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2.
Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte, detti funghi sono scelti nel gruppo costituito da:
- Cladosporium, preferibilmente Cladosporium cladosporioides e Cladosporium herbarum;
- Microsporum, preferibilmente Microsporum audouinii, Microsporum felineum, Microsporum ferrugineum e Microsporum minutissimum; - Aspergillus, preferibilmente Aspergillus fumigatus, Aspergillus sydowii e Aspergillus usus;
- Penicillium, preferibilmente Penicillium corylophilum, Penicillium chrysogenum, Penicillium glabrum e Peniciullium corylophilum, Penicillium marneffei;
- Mucor, preferibilmente Mucor hiemalis;
- Rhizopus, preferibilmente Rhizopus oryzae e Rhizopus nigricans, - Cryptococcus, preferibilmente Cryptococcus neoformans, Cryptococcus laurentii e Cryptococcus albidus;
- Exophiala, preferibilmente Exophiala jeanselmei, Exophiala dermatitidis, Exophiala hongkongensis, Exophiala phaeomuriformis, Exophiala pisciphila, Exophiala werneckii;
- Candida, preferibilmente Candida albicans, Candida auris, Candida dubliniensis, Candida glabrata, Candida lusitaniae, Candida parapsilosis e Candida tropicalis;
- Fusarium, preferibilmente Fusarium oxysporum;
e una loro combinazione.
Preferibilmente, detti funghi sono scelti nel gruppo costituito da: Cladosporium cladosporioides, Cladosporium herbarum, Microsporum audouinii, Microsporum felineum, Microsporum ferrugineum, Microsporum minutissimum, Aspergillus fumigatus, Aspergillus sydowii, Aspergillus usus, Penicillium corylophilum, Penicillium chrysogenum, Penicillium glabrum, Peniciullium corylophilum, Penicillium marneffei, Mucor hiemalis, Rhizopus oryzae, Rhizopus nigricans, Cryptococcus neoformans, Cryptococcus laurentii, Cryptococcus albidus, Exophiala jeanselmei, Exophiala dermatitidis, Exophiala hongkongensis, Exophiala phaeomuriformis, Exophiala pisciphila, Exophiala werneckii, Candida albicans, Candida auris, Candida dubliniensis, Candida glabrata, Candida lusitaniae, Candida parapsilosis, Candida tropicalis, Fusarium oxysporum e una loro combinazione.
Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte, detti batteri sono scelti nel gruppo costituito da:
- Streptococcaceae, preferibilmente Streptococcus, pi? preferibilmente Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Streptococcus faecalis e Streptococcus mutans;
- Bacillaceae, preferibilmente Bacillus, pi? preferibilmente Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus oleronius, e Bacillus cereus, - Clostridiaceae, preferibilmente Clostridium, pi? preferibilmente Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Clostridium tetani e Clostridium botulinum;
- Enterococcaceae, preferibilmente Enterococcus, pi? preferibilmente Enterococcus spp. Vancomicina resistenti (VRE), Enterococcus faecalis e Enterococcus Faecium;
- Staphylococcaceae, preferibilmente Staphylococcus, pi? preferibilmente Staphylococcus auricularis, Staphylococcus capitis, Staphylococcus caprae, Staphylococcus cohnii, Staphylococcus lugdunensis, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus aureus, ancora pi? preferibilmente Staphylococcus aureus meticillina resistente (MRSA), ancora pi? preferibilmente stafilococchi coagulasi-negativi (CNS), ancora pi? preferibilmente Staphylococcus epidermidis;
- Pseudomonadaceae, preferibilmente Pseudomonas, pi? preferibilmente Pseudomonas aeruginosa e Pseudomonas fluorescens;
- Legionellaceae, preferibilmente Legionella, pi? preferibilmente Legionella pneumophila;
- Campylobacteraceae, preferibilmente Arcobacter, preferibilmente Arcobacter butzleri;
- Moraxellaceae, preferibilmente Acinetobacter, preferibilmente Acinetobacter Baumannii;
- Enterobacteriaceae, preferibilmente Enterobacter, Salmonella, pi? preferibilmente Salmonella enterica, Klebsiella, pi? preferibilmente Klebsiella pneumoniae, Klebsiella granulomatis, Shigella, pi? preferibilmente Shigella dysenteriae e Shigella flexneri, Escherichia, pi? preferibilmente Escherichia Coli;
- Micrococcaceae, preferibilmente Micrococcus, pi? preferibilmente Micrococcus luteus;
- Mycobacteriaceae, preferibilmente Mycobacterium, pi? preferibilmente Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium africanum, Mycobacterium leprae, Mycobacterium marinum, Mycobacterium paratuberculosis e Mycobacterium ulcerans;
- Spirochaetaceae, preferibilmente Treponema, preferibilmente Treponema pallidum, Treponema carateum, Treponema pertenue e Treponema endemicum;
- Leptospiraceae, preferibilmente Leptospira, preferibilmente Leptospira interrogans, Leptospira kirschneri, Leptospira noguchii, Leptospira alexanderi, Leptospira weilii, Leptospira genomospecies 1, Leptospira borgpetersenii, Leptospira santarosai, Leptospira kmetyi;
e una loro combinazione.
Preferibilmente, detti batteri sono scelti nel gruppo costituito da: Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Streptococcus faecalis, Streptococcus mutans, Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus, preferibilmente Staphylococcus aureus meticillina resistente (MRSA), stafilococchi coagulasi-negativi (CNS), preferibilmente Staphylococcus epidermidis, Legionella pneumophila, Enterobacter, Salmonella enterica, Klebsiella, preferibilmente Klebsiella pneumoniae e Klebsiella granulomatis, Shigella, preferibilmente Shigella dysenteriae e Shigella flexneri, Escherichia, preferibilmente Escherichia Coli, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium africanum, Mycobacterium leprae, Mycobacterium marinum, Mycobacterium paratuberculosis e Mycobacterium ulcerans, Treponema pallidum, Treponema carateum, Treponema pertenue, Treponema endemicum, e una loro combinazione. Preferibilmente, detti batteri sono scelti nel gruppo costituito da: Staphylococcus aureus e Escherichia, pi? preferibilmente Staphylococcus aureus meticillina resistente (MRSA) e Escherichia Coli.
Preferibilmente, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente descritte, detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri sono compresi all?interno di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo, preferibilmente scelto tra sangue, plasma del sangue, siero del sangue, cerume, feci, urina, sperma, secrezioni vaginali, muco, sebo, sudore, lacrime, pus, o una loro combinazione. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri sono compresi all?interno di una corrente/di un flusso d?aria, preferibilmente all?interno di un aerosol. Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri sono compresi all?interno di un fluido scelto tra: starnuto, respiro, colpo di tosse, saliva di un individuo e/o un animale. Secondo una forma di realizzazione, detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri sono presenti su di una superficie, preferibilmente adsorbiti su detta superficie. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha tuttavia trovato che l?uso delle nanoparticelle di TiO2 drogate con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, o di un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle, o di un dispositivo comprendente detto substrato nanofunzionalizzato e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, come sopra descritti, secondo la presente invenzione, risulta essere particolarmente efficace in quanto permette di ottenere un abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri (sia che detto virus e/o detti funghi e/o detti batteri siano presenti su una superficie che in un fluido/aerosol) superiore all?80%, preferibilmente superiore al 95%, pi? preferibilmente superiore al 96%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97,99%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98,99%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99% ancora pi? preferibilmente superiore al 99,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99,99%. Analogamente, anche il metodo secondo la presente invenzione risulta essere particolarmente efficace in quanto permette di ottenere un abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri superiore all?80%, preferibilmente superiore al 95%, pi? preferibilmente superiore al 96%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97,99%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98,99%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99% ancora pi? preferibilmente superiore al 99,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99,99%. Preferibilmente, detto abbattimento risulta essere superiore all?80%, preferibilmente superiore al 95%, pi? preferibilmente superiore al 96%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 97,99%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 98,99%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99% ancora pi? preferibilmente superiore al 99,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99,99%, dopo 1 ora, preferibilmente dopo 4 ore, di attivazione di dette nanoparticelle (o di detto substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle) da parte della luce UV e/o visibile e/o solare o, in altre parole, dopo irraggiamento di dette nanoparticelle (o di detto substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle) con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare, preferibilmente, con una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm. Preferibilmente, nella forma di realizzazione relativa all?abbattimento di un virus, pi? preferibilmente di un virus scelto tra HCoV-229E, HCoV-NL63, OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, preferibilmente SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, ancora pi? preferibilmente SARS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, ancora pi? preferibilmente Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, detto abbattimento risulta essere superiore al 99% ancora pi? preferibilmente superiore al 99,55%, ancora pi? preferibilmente superiore al 99,99%, dopo 1 ora, preferibilmente dopo 4 ore, di attivazione di dette nanoparticelle (o di detto substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle) da parte della luce UV e/o visibile e/o solare o, in altre parole, dopo irraggiamento di dette nanoparticelle (o di detto substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle) con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare, preferibilmente, con una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm. Ai fini della presente invenzione, l?espressione ?irraggiare nanoparticelle di TiO2-N con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare? equivale a dire che dette nanoparticelle di TiO2-N, attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, sono ?attivate? e quindi in grado di esplicare la loro attivit? fotocatalitica, in particolare la loro attivit? fotocatalitica di abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri. Analogamente, l?espressione ?irraggiare un substrato nanofunzionalizzato con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare? equivale a dire che detto substrato, essendo nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, ? ?attivato?, o meglio, dette nanoparticelle che rivestono integralmente o parzialmente detto substrato e/o sono comprese al suo interno, sono ?attivate? e quindi in grado di esplicare la loro attivit? fotocatalitica, in particolare la loro attivit? fotocatalitica di abbattimento di detto virus e/o di detti funghi e/o di detti batteri. Nel caso della forma di realizzazione della presente invenzione relativa all?abbattimento di virus scelti nel gruppo costituito da: HCoV-229E, HCoV-NL63, OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, preferibilmente SARS-CoV, MERS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, ancora pi? preferibilmente SARS-CoV, Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, ancora pi? preferibilmente Bovine coronavirus (BCoV) e SARS-CoV-2, o una loro combinazione, senza volersi legare ad una specifica teoria, ? tuttavia possibile sostenere che l?uso secondo la presente invenzione delle nanoparticelle di TiO2-N attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare (o di un substrato nanofunzionalizzato con dette nanoparticelle o di un dispositivo comprendente almeno un tale substrato nanofunzionalizzato, come sopra descritti) potrebbe essere particolarmente efficace per la prevenzione della diffusione di malattie respiratorie derivanti da detto virus grazie all?azione sinergica di abbattimento del virus ma anche di abbattimento di altri contaminanti come ad esempio gli NOx, i COV e SOV, normalmente presenti nell?aria sia di ambienti esterni che esterni. ? infatti ben noto che l?esposizione all?inquinamento atmosferico indoor e outdoor - e in particolare agli ossidi di azoto (NO e NO2) - pu? determinare un insieme di effetti sanitari avversi e creare fattori di rischio/predisposizioni per malattie respiratorie, aggravando in alcuni casi la situazione del paziente entrato in contatto con i suddetti virus.
ESEMPI
ESEMPIO 1 ? Sintesi di una sospensione acquosa comprendente nanoparticelle di TiO2 e un agente drogante azotato.
A 19.194,00 g di una sospensione acquosa al 6% di biossido di titanio (PH000025), ottenuta attraverso la sintesi descritta nel documento WO2007088151, sono aggiunti, in un reattore da 20 L, sotto agitazione e a temperatura ambiente, 806,0 g di citrato di ammonio dibasico. Dopo 24 ore di miscelazione, si osserva la formazione di una sospensione di colore bianco contenente 0,498% di azoto e 5,76% di TiO2 (che corrisponde all?8,6% in peso di azoto rispetto al TiO2). La dimensione delle nanoparticelle nella sospensione ottenuta ? stata valutata attraverso misure di DLS (Dynamic Light Scattering, Malvern Instruments), ed ? stato ottenuto un valore di Zaverage (che corrisponde al diametro idrodinamico Dz, quindi alla dimensione della particella), pari a 49,9 nm con un indice di polidispersit? (PdI) di 0,221.
ESEMPIO 2 ? Realizzazione di un substrato nanofunzionalizzato 100,0 g della sospensione ottenuta come da esempio 1, sono stati applicati con la tecnica dip-coating su un substrato 15x15x2 cm di materiale ceramico (cordierite) con struttura a nido d?ape (Honeycomb) (avente peso circa 336 g). Detta operazione prevede l?immersione del substrato nella sospensione per circa 1 minuto che viene poi posizionato su una griglia in modo tale che il materiale in eccesso (i.e. la sospensione comprendente nanoparticelle di TiO2 e citrato di ammonio dibasico) venga raccolto e riutilizzato. Il substrato cos? preparato ? stato sottoposto a un ciclo di cottura in un forno elettrico continuo a 500 ?C per 3 ore con velocit? del nastro impostata a 4m/h. Dopo la cottura la quantit? di nanoparticelle di biossido di titanio drogato con azoto depositata ? di circa 6 g, corrispondente a circa 1,75 ? 0,05 % in peso rispetto al peso totale del substrato nanofunzionalizzato. Nelle Figure 1A e 1B sono riportate immagini SEM che mostrato un dettaglio della superficie del substrato nanofunzionalizzato, ovvero del substrato ricoperto da nanoparticelle di TiO2-N, a due differenti ingrandimenti. In particolare, come possibile apprezzare dall?ingrandimento della figura 1B, dette nanoparticelle di TiO2-N che rivestono il substrato hanno dimensioni di circa 50 nm, in accordo al valore della dimensione delle nanoparticelle registrato nella sospensione ottenuta secondo l?Esempio 1. Per le successive analisi di abbattimento di virus e batteri, da tale substrato nanofunzionalizzato, sono stati ricavati campioni piani rettangolari di dimensioni 2x6 cm (12 cm<2>).
ESEMPIO 3 ? Realizzazione di un dispositivo comprendente un substrato nanofunzionalizzato
Il substrato di 15x15x2 cm di materiale ceramico (cordierite) con struttura a nido d?ape (Honeycomb) funzionalizzato con nanoparticelle di TiO2-N come descritto nell?Esempio 2 ? stato inserito all?interno ad un dispositivo di filtrazione dell?aria ulteriormente comprendente una luce LED COOL WHITE con potenza di 25 W (disposta in modo tale da irraggiare completamente il substrato) e un sistema di ventilazione (funzionale a favorire il passaggio di aria all?interno del dispositivo favorendone il contatto con e il passaggio attraverso il substrato avente struttura a nido d?ape.
ESEMPIO 4 ? Test di abbattimento virus e batteri
I test di abbattimento sono stati eseguiti dai laboratori certificati Eurofins Biolab Srl, Vimodrone (Milano), Italia. I test sono stati eseguiti utilizzando come sorgente luminosa per l?irraggiamento dei substrati un LED COOL WHITE con potenza di 25 W.
ESEMPIO 4.1 ? Test attivit? antibatterica contro Escherichia coli K12 DSM11250 per contatto
L?attivit? di abbattimento di Escherichia coli K12DSM11250 del substrato nanofunzionalizzato secondo la presente invenzione (i.e. ottenuto come da Esempio 2) ? stata testata seconda la norma ISO 22196:2011 (misurazione dell'attivit? antibatterica su plastiche e altre superfici non porose) opportunamente modificata e adattata qui riportato. I test sono stati eseguiti per contatto diretto di Escherichia coli su campioni ricavati da substrati nanofunzionalizzati ottenuti come da Esempio 2 e su analoghi substrati ma non nanofunzionalizzati (controllo). I risultati sono stati registrati a tempi di contatto (tra Escherichia coli e substrati) pari a t=0 minuti (t0), t=1 ora (t1), t=4 ore (t4) e t=8 ore (t8).
Identificazione e manutenzione dei ceppi di prova.
Sono state utilizzate le colture dei seguenti microrganismi: Escherichia coli K12 DSM11250. I ceppi batterici sono stati mantenuti congelati. Prima dell'uso, i ceppi sono stati trapiantati su slant TSA per 4 volte al massimo e, dopo l'incubazione, sono stati conservati in frigorifero a 5?C?3?C. Prima dell'uso, i ceppi batterici sono stati trapiantati su slant TSA due volte consecutive e incubati a 35?1?C per 18-24 ore.
Materiali e Metodi
La validit? dei terreni di coltura e dei reagenti ? stata controllata prima di iniziare le analisi. Per i test sono stati utilizzati i seguenti terreni di coltura e reagenti:
- Acqua di Tryptone (Tryptone Water)
- Acqua per iniezione (WFI)
- Terreno di coltura TSB (Tryptone Soy Broth)
- Terreno di coltura TSA (Tryptone Soy Agar)
- Neutralizzatore CEN
- Lecitina = 3 g
- Polisorbato 80 = 30 g
- Tiosolfato di sodio = 5g
- L-istidina = 1 g
- Saponina = 30 g
- Acqua trattata con Tryptone (Tryptone-treated water) = q.s. to 1000 ml
- Mezzo di sospensione = diluizione 1/500 di TSB in WFI
La validit? degli strumenti e delle apparecchiature ? stata verificata prima di iniziare le analisi. Per i test sono stati utilizzate attrezzature di laboratorio di microbiologia ordinaria ed in particolare:
- Camera climatica settata ad una temperatura di 35 ?C ? 1 ?C e RH>90% (RH = umidit? relativa).
Preparazione dell?inoculo di prova
Nelle prime due ore dall?inizio del test, un loop del batterio di prova ? stato trasferito in 20 ml del mezzo di sospensione (diluizione 1/500 di TSB in WFI) e uniformemente disperso. La sospensione ? stata regolata ad una concentrazione di circa 1 ? 5 x 10<6 >cfu/ml, con una concentrazione target di 2,5 x 10<6 >cellule/ml, la concentrazione ? stata verificata con il metodo ?pour plate?. I batteri vitali sono stati quantificati tramite diluizioni seriali 1:10 in acqua di Tryptone (Tryptone water) e piastrati in doppio in TSA a 35 ?C ? 1 ?C per 24-72 ore.
Campioni
I test sono stati eseguiti su campioni rettangolari di 2cmx6cm ricavati da substrati nanofunzionalizzati ottenuti come da Esempio 2 e da analoghi substrati ma non nanofunzionalizzati (campioni di controllo).
Analisi
Ciascun campione ? stato separatamente posizionato in una piastra di Petri sterile. 0,1 ml dell'inoculo di prova precedentemente preparato sono stati inoculati sulla superficie dei campioni. L'inoculo di prova ? stato coperto con una pellicola quadrata di circa 324 mm<2>, che sono stati delicatamente pressati per far s? che l'inoculo di prova si diffonda ai bordi della pellicola, ma non fuoriesca oltre. Le piastre di Petri con i campioni inoculati sono state incubate a 35 ?C ? 1?C con una RH >90% (RH=umidit? relativa) per il tempo di contatto prestabilito ed esposto alla luce della lampada LED COOL WHITE cos? da attivare la superficie antimicrobica. I campioni non nanofunzionalizzati utilizzati come controllo non sono stati esposti alla luce della lampada. A t0 sia i campioni non funzionalizzati che i campioni funzionalizzati sono stati immersi in 10 ml di neutralizzatore e dopo agitazione meccanica, sono stati recuperati microrganismi vitali al fine di valutare la linea di base. I batteri vitali sono stati quantificati tramite diluizioni seriali 1:10 in acqua di Tryptone (Tryptone water) e piastrati in doppio in TSA a 35 ?C ? 1 ?C per 24-72 ore Ad ogni tempo di contatto designato sono stati processati tre campioni allo stesso tempo di t0.
Metodo di calcolo
Per ogni campione, il numero di batteri vitali recuperati per cm<2 >? stato calcolato secondo l'equazione:
N = (100 ? C ? D ? V)/A
dove
N ? il numero di batteri vitali recuperati per cm<2 >per campione;
C ? il numero medio di piastre per le piastre duplicate;
D ? il fattore di diluizione per le piastre contate;
V ? il volume, in ml, aggiunto a ciascun campione;
A ? la superficie, in mm2 , della pellicola di copertura.
La media del numero di batteri vitali recuperati per ogni serie di campione ? stata calcolata e questo valore espresso in due cifre significative.
Requisiti di validit? delle prove
Perch? la condizioni di validit? delle prove siano soddisfatte, il valore logaritmico del numero di batteri vitali recuperati immediatamente dopo l'inoculazione dai campioni di controllo deve soddisfare il seguente requisito:
(Lmax - Lmin)/(Lmedia) ? 0,2
Quando il test ? ritenuto valido, l'attivit? antibatterica viene calcolata con la seguente formula:
R = (Ut - U0) - (At - U0) = Ut - At
dove
R ? l'attivit? antibatterica;
U0 ? la media del Log del numero di batteri vitali, recuperati al t0 dal campione di controllo;
Ut ? la media del Log del numero di batteri vitali, recuperati al tempo di contatto t dal campione di controllo
At ? la media del Log del numero di batteri vitali, recuperati al tempo di contatto t dal campione nanofunzionalizzato secondo la presente invenzione.
Risultati
Tutti i criteri di validit? sopra elencati sono stati soddisfatti.
Il numero di batteri vitali nell'inoculo di prova, il numero di batteri vitali recuperati da ogni campione, il numero di batteri vitali per cm<2>, i valori di U0, Ut e At, e l'attivit? antibatterica calcolata sono stati riportati nelle seguenti tabelle: Tabella 1 e Tabella 2.
Tabella 1
Tabella 2
Sulla base dei risultati ottenuti, poich? il valore dell?attivit? antibatterica pu? essere utilizzato per caratterizzare l?efficacia di un agente antibatterico, si pu? affermare che il substrato nanofunzionalizzato ottenuto come da Esempio 2 ha attivit? contro l'Escherichia coli K12 DSM 11250 e causa una riduzione di carica batterica pari a Log1,70 e > Log2,34 rispettivamente dopo 4 e 8 ore di contatto (tra il substrato e l?Escherichia coli), nelle condizioni sperimentali adottate.
ESEMPIO 4.2 ? Test attivit? antibatterica contro Escherichia coli K12 in aerosol
In aggiunta alle prove di abbattimento per contatto, riportate nell?Esempio 4.1, ? stata anche testata l?attivit? di abbattimento di Escherichia coli K12DSM11250 da parte del substrato nanofunzionalizzato secondo la presente invenzione (i.e. ottenuto come da Esempio 2) anche nel caso di una nebulizzazione di Escherichia coli K12DSM11250. I test sono stati eseguiti all?interno di una camera Airlock di 1 m<3 >di volume per un tempo di nebulizzazione pari a 30 minuti. I test sono stati eseguiti in triplicato (Replica 1, Replica 2 e Replica 3) utilizzando un dispositivo comprendente un substrato nanofunzionalizzato ottenuto come da esempio 3 e un substrato di materiale ceramico (cordierite) con struttura a nido d?ape (Honeycomb) non nanofunzionalizzati come campione di controllo. I risultati sono stati registrati a tempi di contatto (tra Escherichia coli e i substrati, dopo nebulizzazione) pari a t = 0 minuti (t0; immediatamente dopo nebulizzazione) e t = 4 ore (t4; 4 ore dopo nebulizzazione).
Identificazione e manutenzione dei ceppi di prova.
Sono state utilizzate le colture dei seguenti microrganismi: Escherichia coli K12 DSM11250. I ceppi batterici sono stati mantenuti congelati. Prima dell'uso, i ceppi sono stati trapiantati su slant TSA per 4 volte al massimo e, dopo l'incubazione, sono stati conservati in frigorifero a 5?C?3?C. Prima dell'uso, i ceppi batterici sono stati trapiantati su slant TSA due volte consecutive e incubati a 35?1?C per 18-24 ore.
Materiali e Metodi
La validit? dei terreni di coltura e dei reagenti ? stata controllata prima di iniziare le analisi. Per i test sono stati utilizzati i seguenti terreni di coltura e reagenti:
- Acqua di Tryptone (Tryptone Water)
- Acqua per iniezione (WFI)
- Terreno di coltura TSB (Tryptone Soy Broth)
- Terreno di coltura TSA (Tryptone Soy Agar)
- Neutralizzatore CEN
- Lecitina = 3 g
- Polisorbato 80 = 30 g
- Tiosolfato di sodio = 5g
- L-istidina = 1 g
- Saponina = 30 g
- Acqua trattata con Tryptone (Tryptone-treated water) = q.s. to 1000 ml
- Mezzo di sospensione = diluizione 1/500 di TSB in WFI
La validit? degli strumenti e delle apparecchiature ? stata verificata prima di iniziare le analisi. Per i test sono stati utilizzate attrezzature di laboratorio di microbiologia ordinaria ed in particolare:
- Camera climatica settata ad una temperatura di 35 ?C ? 1 ?C e RH>90% (RH = umidit? relativa).
Preparazione e conteggio della sospensione batterica di prova
Per ciascuna replica (Replica 1, Replica 2 e Replica 3), una sospensione batterica di Escherichia coli K12 DM11250 ad una concentrazione di 1,5 -5,0 x10<7 >cfu/ml ? stata diluita fino alle diluizioni decimali 10<-5 >e 10<-6>. La concentrazione di ogni diluizione ? stata verificata con il metodo ?pour plate? in duplicato (X e X?). Il numero di unit? formanti colonie per ml ? stato determinato dopo l'incubazione per 48 ore a 37 ?C ? 1?C ed ? stato calcolato il conteggio effettivo della sospensione di prova microbica, espresso come valore N, ed ? riportato nelle seguenti Tabelle 3.1, 3.2 e 3.3.
Tabella 3.1 ? Replica 1
Tabella 3.2 ? Replica 2
Tabella 3.3 ? Replica 3
Preparazione della camera di prova (per ciascuna nebulizzazione)
Le superfici della camera di prova sono state igienizzate con salviette imbevute di soluzione al 6% di H2O2 prima e dopo ogni esecuzione di ogni prova, quindi asciugate con salviette sterili dopo 30 minuti di esposizione all'H2O2. 6 piastre di contatto sono state utilizzate per verificare la contaminazione microbica dopo il trattamento di sanificazione. Le piastre di contatto sono state incubate a 30?C-35?C per 2 giorni e poi a 20?C-25?C per 5 giorni. I risultati del controllo microbico della camera di prova dopo tale trattamento di sanificazione prima e dopo ogni esecuzione di ogni prova sono mostrati, a titolo di esempio, per la Replica 1 e solamente per le prove con il dispositivo comprendente il campione nanofunzionalizzato, in Tabella 4.1 e 4.2. Per le altre repliche delle prove sperimentali (Replica 2 e Replica 3) e nel caso delle prove con il campione di controllo, risultati simili sono stati ottenuti e in tutti i casi il test di controllo microbico ? stato superato.
Tabella 4.1 ? Controllo microbico della camera di prova dopo il trattamento di sanificazione (prima dell?inizio delle prove sperimentali; i.e. prima dell?inizio della Replica 1 per le prove con il dispositivo comprendente il campione nanofunzionalizzato)
Tabella 4.2 ? Controllo microbico della camera di prova dopo la prima prova (Replica 1) con il dispositivo comprendente il campione nanofunzionalizzato
Il nebulizzatore sterilizzato Collison - riempito di sospensione batterica - ? stato collegato alla camera di prova attraverso un tubo di vetro sterilizzato per l'erogazione di aerosol circondato da acqua termostatica, al fine di ottenere una temperatura nell'aerosol di 20?C ? 5?C. Il nebulizzatore Collison ? stato collegato al sistema di flusso d'aria. La camera di prova e il suo contenuto sono stati esposti all'aerosol batterico per 30 minuti. Il livello di contaminazione ambientale dopo l'apertura della camera di prova e la sanificazione sono stati monitorati durante la fase sperimentale al fine di convalidare la procedura di sanificazione utilizzando 6 piastre testimone poste all'esterno vicino alla camera di prova. Le piastre sono state incubate a 30?C-35?C per 2 giorni e poi a 20-25?C per 5 giorni. I risultati del controllo microbico dell?ambiente esterno alla camera di prova durante la nebulizzazione sono mostrati in Tabella 5. Anche in questo caso i risultati del controllo microbico sono mostrati, a titolo di esempio, solamente per la Replica 1 e solamente per la prova con il dispositivo comprendente il campione nanofunzionalizzato. Per le altre repliche delle prove sperimentali (Replica 2 e Replica 3) e nel caso delle prove con il campione di controllo, risultati simili sono stati ottenuti e in tutti i casi il test di controllo microbico ? stato superato).
Tabella 5 ? Controllo microbico all?esterno della camera di prova durante la prima prova (Replica 1) con il dispositivo comprendente il campione nanofunzionalizzato.
Prove
Il dispositivo ottenuto secondo l?Esempio 3 ? stato posizionato all'interno della camera di prova vicino al tubo di erogazione della nebulizzazione ed ? stato acceso (i.e. ovvero azionando la luce LED e il sistema di ventilazione) per almeno un'ora prima dell'inizio della prova. Successivamente, una sospensione batterica di Escherichia coli K12 come sopra descritta ? stata nebulizzata all'interno della camera di prova per 30 minuti. 8 piastre sterili TSA sono state inserite nella camera di prova come piastre sedimentarie e distribuite in modo da coprire l'intera superficie di base. Le piastre sono state aperte poco prima della chiusura della camera per campionare e registrare i batteri che toccano la superficie inferiore della camera durante il tempo di esposizione (considerando una dispersione sufficientemente omogenea dell'inoculo aerosolizzato). Dopo 30 minuti, la nebulizzazione ? stata fermata e il dispositivo ? stato lasciato acceso per un tempo di contatto di 4 ore. Al termine del tempo di contatto impostato, le 8 piastre sedimentarie sono state recuperate e incubate per almeno 48 ore a 37?C?1?C, al fine di misurare la contaminazione da microrganismi. ? stato determinato il numero di CFU/piastra (Na). Sono state eseguite tre prove sperimentali (Replica 1, Replica 2 e Replica 3). ? stato inoltre eseguito un esperimento di controllo utilizzando un substrato di materiale ceramico (cordierite) avente struttura a nido d?ape (Honeycomb) ma non funzionalizzato e non inserito all?interno di un dispositivo (Nc), per misurare la contaminazione microbica iniziale all'interno della camera di prova. Una sospensione batterica di Escherichia coli K12 come sopra descritta ? stata nebulizzata all'interno della camera di prova per 30 minuti. 8 piastre sterili TSA sono state inserite nella camera di prova come piastre sedimentarie e distribuite in modo da coprire l'intera superficie di base. Le piastre sono state aperte poco prima della chiusura della camera per campionare e registrare i batteri che toccano la superficie inferiore della camera durante il tempo di esposizione (considerando una dispersione sufficientemente omogenea dell'inoculo aerosolizzato). Dopo 30 minuti la nebulizzazione ? stata fermata e le 8 piastre sedimentarie sono state recuperate e incubate per almeno 48 ore a 37?C?1?C, al fine di misurare il contaminazione da microrganismi. ? stato determinato il numero di CFU/piastra (Nc).
Calcoli
La riduzione della vitalit? ? stata calcolata secondo la seguente formula: R = Nc ? Na
dove:
R = % Riduzione della vitalit?
Nc = numero di cfu/piastra nel controllo non funzionalizzato al tempo 0 Na = numero di cfu/piastra nel campione di prova nanofunzionalizzato al tempo di contatto impostato.
Risultati
I risultati ottenuti, per ciascuna replica, sono mostrati nelle seguenti tabelle 6.1, 6.2 e 6.3.
Tabella 6.1 ? Replica 1
Tabella 6.2 ? Replica 2
Tabella 6.3 ? Replica 3
La percentuale di riduzione della vitalit? dopo 4 ore di contatto (a seguito di 30 minuti di nebulizzazione di sospensione batterica) per ciascuna delle 3 repliche effettuate con il dispositivo comprendente il campione nanofunzionalizzato ? riportata in Tabella 7.
Tabella 7
Sulla base dei risultati ottenuti, si pu? affermare che il dispositivo comprendente un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2-N ottenuto come da Esempio 3 ha attivit? contro l'Escherichia coli K12 DSM 11250 e causa una riduzione di vitalit? media del microrganismo, dopo 4 ore di tempo di contatto a seguito di 30 minuti di nebulizzazione di una sospensione contenente detto microrganismo, pari al 99,14% nelle condizioni sperimentali adottate.
ESEMPIO 4.3 ? Test attivit? antivirale contro Bovine Coronavirus (BCoV) per contatto
Il ceppo di virus usato per il test ? il BCoV Bovine coronavirus; ceppo: S379 Riems; linea cellulare: cellule PCT (Ovis aries), codice CCLV-RIE 11. Il BCoV ? utilizzato come virus surrogato per i virus correlati alla SARS in quanto appartiene allo stesso genere Betacoronavirus 1 e ha mostrato una suscettibilit? simile alle formulazioni dell?associazione mondiale della sanit? (OMS) in studi pubblicati. Per questo motivo BCoV ? considerato come modello di riferimento certificato per l?esecuzione di prove sperimentali e studio del comportamento del virus agli agenti chimico-fisici. L?attivit? di abbattimento di Bovine Coronavirus da parte del substrato nanofunzionalizzato secondo la presente invenzione (i.e. ottenuto come da Esempio 2) ? stata testata secondo la norma ISO 21702:2019 (misurazione dell'attivit? antibatterica su plastiche e altre superfici non porose) opportunamente modificata e adattata qui riportato. I test sono stati eseguiti su per contatto diretto di BCoV campioni rettangolari piani (2x6 cm) di 12 cm<2 >ricavati da substrati nanofunzionalizzati ottenuti come da Esempio 2 e da analoghi substrati ma non nanofunzionalizzati (campioni di controllo). I test sono stati eseguiti in triplicato (Replica 1, Replica 2 e Replica 3) sia per i substrati nanofunzionalizzati (campioni nanofunzionalizzati) che per i campioni di controllo (non funzionalizzati). I risultati sono stati registrati a tempi di contatto (tra BCoV e substrati) pari a t=4 ore (t4). I test sono stati eseguiti a temperatura ambiente (25 ?C ? 1 ?C) e a condizioni di RH (umidit? relativa) ? 90%.
Criteri di validit? ed efficacia
Controllo della citotossicit? del campione in esame: il campione in esame non era citotossico, ovvero il suo contributo in termini di CPE non era visibile nel test. Saggio dell'infettivit? virale (titolazione del virus): il titolo minimo della sospensione virale di partenza era sufficientemente elevato da consentire almeno una riduzione della viralit? teorica di 4 LogTCID50. Controllo del recupero virale (substrato funzionalizzato e controllo): la dose di particelle infettive recuperate immediatamente dopo l'inoculazione dai campioni non funzionalizzati (controllo) era compresa tra 5 e 6LogTCID50; la dose di particelle infettive recuperate da ogni campione non funzionalizzato (controllo) dopo il contatto per 24 ore non era superiore a 3LogTCID50. Controllo della suscettibilit? delle cellule ospiti al virus e soppressione dell'attivit? antivirale (neutralizzazione): la differenza del valore medio dei TCID50 tra le colture cellulari trattate con i campioni funzionalizzati o con i campioni di controllo e poi con l'inoculo virale e tra quelle trattate solo con l'inoculo virale (controllo negativo) ? stata < 0,5 LogTCID50. Precisione del controllo del virus tra le tre repliche: la differenza massima del valore di TCID50 tra le colture cellulari trattate con l'inoculo virale recuperato dai 3 diversi campioni di controllo delle 3 diverse repliche ? stata < 0,5 Log. Efficacia antivirale: il fattore di riduzione LogTCID50 (R) ? stato calcolato secondo la norma ISO 21702:2019, ovvero sottraendo la media LogTCID50 del campione nanofunzionalizzato (At) dalla media LogTCID50 del campione di controllo (Ut) al tempo di contatto scelto (t4 = 4 ore). Il LogTCID50 ? stato calcolato con il metodo Spearman-Karber.
Risultati
La media dei risultati ottenuti per ciascuna replica ? mostrata nella seguente Tabella 8.
Tabella 8
Sulla base dei risultati ottenuti, si pu? affermare che il substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2-N ottenuto come da Esempio 2 ha attivit? contro il BCoV e causa una riduzione completa (i.e. ?99,9%) del titolo virale, dopo 4 ore di tempo di contatto nelle condizioni sperimentali adottate.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI
1. Uso di nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione.
2. Uso di un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione.
3. Uso di un dispositivo per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione; detto dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm.
F1.C0163.12.IT.5 D.ssa Cristina Biggi
(Albo iscr. n.1239 B)
2
4. Metodo per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, 5 Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione; detto metodo comprendente le fasi di:
(A) mettere a disposizione nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare;
(B) porre in contatto dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto con 10 detti batteri;
(C) irraggiare dette nanoparticelle con una fonte di luce UV e/o visibile e/o solare.
5. Metodo per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: 15 Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione; detto metodo comprendente le fasi di:
20 (A?) mettere a disposizione un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare;
(B?) porre in contatto detto substrato nanofunzionalizzato con detti batteri; (C?) irraggiare detto substrato nanofunzionalizzato con una fonte di luce 25 UV e/o visibile e/o solare.
6. Metodo per l?abbattimento di batteri scelti nel gruppo costituito da: Streptococcaceae, Bacillaceae, Clostridiaceae, Enterococcaceae, Staphylococcaceae, Pseudomonadaceae, Legionellaceae, 30 Campylobacteraceae, Moraxellaceae, Enterobacteriaceae, Micrococcaceae, Mycobacteriaceae, Spirochaetaceae, Leptospiraceae e una loro combinazione; detto metodo comprendente le fasi di:
(A??) mettere a disposizione un dispositivo comprendente almeno un substrato nanofunzionalizzato con nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto (TiO2-N) attivabili dalla luce UV e/o visibile e/o solare, e almeno una sorgente luminosa configurata per emettere una radiazione avente lunghezza d?onda compresa tra 10 e 1500 nm, preferibilmente tra 250 e 600 nm;
(B??) porre in contatto detto dispositivo con detti batteri;
(C??) irraggiare detto almeno un substrato nanofunzionalizzato con detta sorgente luminosa.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-6 in cui detta fase (C), o (C?) o (C??) di irraggiare ? effettuata per un periodo di tempo compreso tra 0,5 e 48 ore, preferibilmente tra 1 e 12 ore, pi? preferibilmente tra 2 e 8 ore.
8. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3 o metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-7 in cui detti batteri sono scelti nel gruppo costituito da: Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Streptococcus faecalis, Streptococcus mutans, Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus, preferibilmente Staphylococcus aureus meticillina resistente (MRSA), stafilococchi coagulasi-negativi (CNS), preferibilmente Staphylococcus epidermidis, Legionella pneumophila, Enterobacter, Salmonella enterica, Klebsiella, preferibilmente Klebsiella pneumoniae e Klebsiella granulomatis, Shigella, preferibilmente Shigella dysenteriae e Shigella flexneri, Escherichia, preferibilmente Escherichia Coli, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium africanum, Mycobacterium leprae, Mycobacterium marinum, Mycobacterium paratuberculosis e Mycobacterium ulcerans, Treponema pallidum, Treponema carateum, Treponema pertenue, Treponema endemicum, e una loro combinazione.
9. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3 o 8, o metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-8 in cui detti batteri sono compresi all?interno di un fluido, preferibilmente aria e/o acqua e/o un fluido corporeo.
10. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3 o 8-9, o metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-9, in cui dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto comprendono almeno una fase cristallina brookite in quantit? dal 10 al 99 % in peso, preferibilmente dal 10 al 75% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle e una fase cristallina rutilo in quantit? da 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle, pi? preferibilmente dette nanoparticelle di TiO2-N comprendono ulteriormente una fase cristallina anatasio in quantit? dall?1 al 10 % in peso o dal 25 al 90% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle.
11. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3 o 8-10, o metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-10, in cui dette nanoparticelle di TiO2 drogato con azoto presentano un titolo in azoto di drogaggio compreso tra 1 e 5% in peso, preferibilmente tra 1,5 e 3% in peso rispetto al peso delle nanoparticelle.
12. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-3 o 8-11, o metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-11, in cui detto substrato nanofunzionalizzato ? un substrato scelto nel gruppo costituito da: un substrato di materiale ceramico, preferibilmente detto materiale ceramico essendo scelto tra cordierite, mullite, allumina e una loro combinazione; un substrato di materiale polimerico, preferibilmente detto materiale polimerico comprendente almeno un (co)polimero scelto tra: PMMA (polimetilmetacrilato), PA (poliammide), PC (policarbonato), PLA (acido polilattico), PET (polietilene tereftalato), PE (polietilene), PVC (cloruro di polivinile), PS (polistirene), acrilo-nitrile-stirene-acrilato (ASA), acrilonitrilebutadiene-stirene (ABS), polietilene tereftalato glicole (PET-g), poliuretano (PU), polipropilene (PP), copoliestere, e una loro combinazione; un substrato di materiale tessile, tessuto-non-tessuto, metallico, vetroso, carta, cartone, o una loro combinazione.
13. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-3 o 8-12, o metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-12, in cui detto substrato nanofunzionalizzato ? un substrato comprendente una pluralit? di canali e/o celle adatti al passaggio di un fluido, detti canali e/o celle aventi una sezione preferibilmente scelta tra circolare, esagonale, quadrata, triangolare, rettangolare e una loro combinazione, e identificanti un percorso per il fluido avente geometria variabile, preferibilmente detto percorso essendo scelto tra lineare, tortuoso, a spirale o una loro combinazione; preferibilmente detto substrato avente una struttura scelta tra: struttura stratificata, struttura a trama intrecciata, struttura a trama di tessuto, struttura a nido d?ape, preferibilmente caratterizzata da un valore di CPSI da 40 a 120, preferibilmente da 50 a 100, pi? preferibilmente da 50 a 70, ancora pi? preferibilmente da 55 a 65, e una loro combinazione.
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