Il progetto SMARTER affronta due pressanti problematiche ambientali legate alle acque reflue: l'accumulo di metalli e la presenza diffusa di contaminanti organici. L'obiettivo del progetto è sviluppare una tecnologia semplice, basata su materiali derivati da rifiuti industriali riciclati, in grado di purificare flussi di specifiche acque reflue prima del loro riutilizzo o di uno smaltimento in sicurezza. In particolare, SMARTER mira a dimostrare la fattibilità di un processo impiegante un materiale composito, ottenuto assemblando costituenti adsorbenti e fotocatalitici in una membrana o in una struttura 3D simile a una spugna, destinato al trattamento di acque reflue ibride, ovvero contenenti sia inquinanti inorganici che organici, in particolare alcuni specifici ioni metallici pesanti (Fe3+, Cu2+, Mn2+, Ni2+), pesticidi e farmaci.
L'ossido di grafene ridotto (rGO) sarà testato come materiale adsorbente autoassemblante, sfruttando la sua efficacia nel catturare ioni metallici e la sua capacità di formare membrane sottili se opportunamente preparato. Per raggiungere questo obiettivo, il GO deve essere ridotto in modo controllato, e questo sarà ottenuto in modo ecocompatibile utilizzando acido ascorbico al posto dei comuni agenti riducenti, spesso tossici. Inoltre, le proprietà fotocatalitiche del biossido di titanio saranno sfruttate per degradare la frazione organica degli inquinanti. Sarà definita la quantità appropriata di fotocatalizzatore per preservare la capacità di autoassemblaggio della membrana a base di rGO. Perseguendo una logica di economia circolare, uno dei temi principali di SMARTER sarà la parziale sostituzione del biossido di titanio con tionite, una materia prima secondaria, derivante dai residui del processo di dissoluzione delle scorie del biossido di titanio stesso. Il riciclo di un materiale di scarto, come la tionite, non convenzionale rispetto alle tecnologie attuali, è una parte importante e critica di questo progetto, pensato per ridurre l'impatto ambientale complessivo, che sarà valutato analiticamente mediante l’analisi del ciclo di vita (LCA). Attualmente, i compositi che utilizzano combinazioni di semiconduttori, metalli nobili o derivati del grafene non hanno la durabilità richiesta e utilizzano materiali ad alto costo. Per superare questi inconvenienti, il progetto si concentrerà sulla progettazione di un composito sostenibile e in grado di affrontare un utilizzo ripetuto, con qualità che consentano il recupero a basso costo dai flussi di scarico, con una potenziale applicazione su larga scala.
Gli obiettivi di SMARTER sono in linea con la missione 2 "Rivoluzione Verde e Transizione Ecologica" del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) del governo italiano e i suoi risultati saranno vantaggiosi per la società in termini di riciclo dei rifiuti e miglioramento dei trattamenti di depurazione delle acque.