Advanced Methods for the Development of Green Industrial Formulations

L’incapsulamento rappresenta una strategia chiave per il rilascio efficiente di ingredienti attivi in molte applicazioni nanotecnologiche, tra cui la nanomedicina e i prodotti per il trattamento dei tessuti. Attualmente, l’efficienza delle capsule nei prodotti per il bucato viene valutata attraverso test in lavatrice, che però richiedono grandi quantità di acqua, energia e sostanze chimiche, offrendo informazioni limitate sulle interazioni specifiche tra capsule e fibre. Questa tesi propone metodi alternativi basati su micro-fluidica per valutare l’efficienza delle capsule, riducendo l’impatto ambientale e i tempi di analisi. Sono stati progettati e realizzati dispositivi “washing-machine-on-a-chip” per studiare qualitativamente e quantitativamente il comportamento delle capsule su diversi tessuti e a diverse scale temporali. Attraverso esperimenti con capsule fluorescenti e analisi d’immagine, i risultati mostrano che questi sistemi sono in grado di distinguere le interazioni tra capsule e differenti tipi di tessuti, in accordo con i test convenzionali. Complessivamente, il lavoro dimostra il potenziale dei dispositivi sviluppati come alternativa ecologica, rapida ed efficace ai test tradizionali in lavatrice. Encapsulation is a key strategy for the efficient delivery of active ingredients in various nanotechnological applications, including nanomedicine and fabric care products. Capsule efficiency in fabric care is typically assessed through washing machine tests, which are time-consuming and resource-intensive, while providing limited insight into capsule–fabric interactions. This thesis explores alternative micro-fluidic methods to evaluate capsule performance, aiming to reduce environmental impact and testing time while obtaining deeper mechanistic information. “Washing-machine-on-a-chip” systems were designed and fabricated to qualitatively and quantitatively investigate capsule behavior on different fabrics and time scales. Using fluorescently labeled capsules and image analysis, the developed devices were able to discriminate interactions between different capsule formulations and fabric types, in line with conventional efficiency tests. Overall, the results demonstrate that these microfluidic systems offer a promising eco-friendly, fast, and versatile alternative to traditional washing machine methods.