La ricerca scientifica apre nuove frontiere nella comprensione dei tensioattivi, promettendo rivoluzioni in settori cruciali come la detergenza, la conservazione degli alimenti, lo sviluppo farmaceutico e la cosmesi.
Uno studio congiunto, frutto della collaborazione tra l’Università di Udine e il Politecnico di Vienna, ha recentemente pubblicato risultati dirompenti sulla copertina della prestigiosa rivista *Langmuir*, focalizzandosi sulla dinamica dei tensioattivi in condizioni di flusso turbolento.
I tensioattivi, molecole anfipatiche, svolgono un ruolo fondamentale in sistemi eterogenei, come emulsioni acqua-olio.
La loro azione principale risiede nella capacità di ridurre la tensione superficiale, stabilizzando la dispersione di una fase (l’olio) all’interno dell’altra (l’acqua), prevenendo così la separazione che porterebbe alla formazione di strati distinti.
L’importanza di questa stabilizzazione si traduce in prodotti più omogenei, efficaci e duraturi.
La ricerca ha rivelato un principio fondamentale: l’utilizzo di tensioattivi lipofili, ovvero tendenti a sciogliersi preferenzialmente nella fase oleosa, incrementa significativamente la concentrazione di olio disperdibile in acqua.
Questo aumento di concentrazione si accompagna a una più marcata riduzione della tensione superficiale, amplificando l’effetto complessivo del tensioattivo e migliorando l’efficacia del processo di emulsificazione.
Per ottenere queste conclusioni, i ricercatori hanno impiegato sofisticate simulazioni numeriche che ricreano le complesse condizioni di flusso turbolento tipiche delle emulsioni.
In tali condizioni, le goccioline di olio sono soggette a un moto caotico e imprevedibile, rendendo estremamente difficile l’osservazione diretta dei fenomeni in gioco.
L’utilizzo del supercomputer Leonardo, una potente risorsa computazionale messa a disposizione dal consorzio Cineca e dall’European High-Performance Computing Joint Undertaking, è stato determinante per la complessità e la precisione delle simulazioni.
“La fluidodinamica computazionale ci ha permesso di assistere e analizzare, con un livello di dettaglio senza precedenti, i meccanismi di distribuzione dei tensioattivi tra le fasi acquosa e oleosa in condizioni di turbolenza,” spiega Alessio Roccon, docente di fluidodinamica all’Università di Udine.
“L’indagine sperimentale diretta di tali fenomeni si rivelerebbe quasi impossibile a causa della loro intrinseca complessità.
”Questo lavoro innovativo sottolinea il potenziale della simulazione numerica come strumento di ricerca non solo per l’avanzamento della conoscenza scientifica fondamentale, ma anche per l’innovazione applicativa.
Le nuove conoscenze acquisite aprono la strada a progetti volti a sviluppare detergenti più performanti, alimenti con una maggiore durata di conservazione, farmaci e cosmetici caratterizzati da un’efficacia ottimizzata e un profilo di sicurezza migliorato.
In sintesi, la ricerca rappresenta un passo avanti significativo verso la progettazione razionale di sistemi dispersi, con implicazioni di vasta portata per diversi settori industriali.
