Migliorare la stabilità della schiuma nei disinfettanti con alte concentrazioni di etanolo

Un nuovo studio propone un metodo di stabilizzazione della schiuma che potrebbe essere utilizzato per realizzare disinfettanti per le mani altamente efficienti.

Dopo l’epidemia di COVID-19, l’importanza di indossare maschere e disinfettare gli oggetti è diventata fondamentale. Di conseguenza, è aumentata la necessità di disinfettanti efficaci, potenti e semplici da applicare. I disinfettanti a schiuma sono i principali candidati a questo scopo, poiché non gocciolano, mantengono visibile l’area disinfettata e hanno meno probabilità di raggiungere gli occhi dell’utente.

Tuttavia, i disinfettanti a schiuma non sono esenti da problemi. Sebbene la schiuma sia solitamente stabilizzata con l’adsorbimento di un tensioattivo all’interfaccia aria/liquido, l’aggiunta di un’alta concentrazione di etanolo, un antisettico, alle schiume in soluzioni acquose provoca la formazione di schiuma e la sua destabilizzazione.

Per migliorare la stabilità dei disinfettanti in schiuma ad alte concentrazioni di etanolo, un gruppo di ricercatori della Tokyo University of Science (TUS), in Giappone, in collaborazione con la Life Science Products Division, NOF Corporation, ha presentato una nuova proposta. Lo studio, guidato dal professore associato Kenichi Sakai della TUS, è stato reso disponibile online il 04 agosto 2022 e pubblicato su Chemistry Letters.

Nel loro studio, il team ha aggiunto un tensioattivo anionico (con carica negativa), alcoli a catena lunga e un elettrolita inorganico a una soluzione acquosa contenente il 60% di etanolo in volume. Come tensioattivo hanno utilizzato il sodio metil stearoil taurato (SMT), C_nOH (dove n = 12, 14, 16) come alcoli e solfato di magnesio (MgSO₄) come elettrolita.

L’elettrolita inorganico ha fornito due vantaggi principali: in primo luogo, ha permesso di schermare efficacemente la repulsione elettrostatica tra il gruppo di testa SMT adsorbito all’interfaccia aria-liquido. In secondo luogo, ha promosso le interazioni tra gli ioni Mg 2+ e gli headgroup. Queste, a loro volta, hanno facilitato l’ulteriore adsorbimento di SMT e C_nOH, aumentando la viscosità superficiale e la stabilità della schiuma.

“Abbiamo lavorato a questo progetto di ricerca prima che la nuova infezione da coronavirus diventasse un problema sociale. Riteniamo che l’impatto sociale di questa ricerca non potrà che aumentare con l’aumentare del bisogno sociale di disinfettanti e di sicurezza sanitaria”, afferma il dott. Sakai, spiegando le motivazioni alla base dello studio.

Il team ha osservato che, in assenza del MgSO₄si verificava la formazione di schiuma al momento dell’agitazione per C_nOH (n = 12, 14, 16) e la stabilità della schiuma aumentava all’aumentare di n. Inoltre, la combinazione di SMT e C_nOH ha determinato una diminuzione della tensione superficiale e un aumento della viscosità superficiale, con conseguente aumento della stabilità della schiuma.

Quando è stato aggiunto MgSO₄ si è verificata la formazione di schiuma dopo un’agitazione vigorosa. La stabilità della schiuma è aumentata con l’aumento del rapporto in mole di MgSO₄che diminuisce la tensione superficiale e aumenta la viscosità superficiale.

Infine, il team ha utilizzato una pompa commerciale non pressurizzata per verificare la formazione di schiuma della soluzione. È emerso che la miscela di SMT e C₁₄OH ha prodotto una schiuma adeguata sia con che senza MgSO₄. Inoltre, la schiumatura si è verificata dopo 30 secondi in entrambi i casi, un tempo adeguato per la dissipazione della schiuma dopo l’applicazione.

“La pandemia COVID-19 ha avuto gravi ripercussioni sulle vite umane e sulle attività sociali su scala globale. Di conseguenza, l’importanza di un’adeguata sanificazione è stata riconosciuta in tutto il mondo. Riteniamo che i risultati della nostra ricerca contribuiranno all’obiettivo di sviluppo sostenibile (SDG3) di garantire una buona salute e un buon benessere tra le persone di tutte le età”, afferma il dottor Sakai.

In effetti, i campioni del team potrebbero contribuire alla formulazione di disinfettanti per le mani in schiuma che potreste usare presto.