Scoperta una molecola rivoluzionaria per la chimica industriale

Scoperta una molecola rivoluzionaria per la chimica industriale

Da uno studio dell'Università di Trieste un materiale innovativo prodotto grazie alle radiazioni solari, senza l'utilizzo di metalli tossici e costosi

scoperta molecola rivoluzionaria chimica industriale 

© Mark Garlick/Science Photo Libra/Mga/Afp - Emissione di plasma solare e onde magnetiche dalla corona del Sole

AGI - Un materiale innovativo che attiva reazioni chimiche per la formazione di molecole ad alto valore industriale, senza l’utilizzo di metalli tossici e costosi: è quello scoperto grazie una ricerca guidata dall’Università di Trieste e pubblicata sulla rivista scientifica Science Advances. Lo studio ha messo a punto un materiale a base di nitruro di carbonio che ha caratteristiche adatte ad un utilizzo per tecniche di fotocatalisi: sfrutta infatti l’energia proveniente da una radiazione luminosa. Si tratta di molecole di grande importanza, perché potenzialmente utili a migliorare le prestazioni dei dispositivi a cristalli liquidi, come gli schermi di PC, TV o smartphone. Evitare l’uso di metalli tossici e costosi e sfruttare la luce solare sono passi avanti importanti verso l’introduzione nell’industria chimica di nuovi processi sostenibili e dai costi moderati.

Uno studio con fondi pubblici italiani, spagnoli ed europei

Lo studio, sostenuto da finanziamenti pubblici italiani, spagnoli ed europei, è frutto della collaborazione tra un team di ricercatori dell’Università di Trieste guidati da Michele Melchionna, ricercatore universitario, Giacomo Filippini, borsista post-dottorato, Maurizio Prato, professore ordinario di chimica organica e Paolo Fornasiero, professore ordinario di chimica generale e inorganica, e l’Università di Manchester (con il gruppo di ricerca di Carmine D’Agostino), gli istituti ICCOM-CNR di Firenze e IMEM-CNR di Parma (con Lucia Nasi) ed il CIC biomagune di San Sebastian in Spagna.
“La nostra società – commenta Maurizio Prato, professore ordinario di chimica organica dell’Università degli studi di Trieste– è oggi chiamata a cambiare il suo stile di vita passando a un regime decisamente più sostenibile. Solo così potremo salvaguardare il nostro pianeta e assicurare un livello di vivibilità adeguato alle generazioni future. Su questo l’industria chimica ha una grande responsabilità e sta facendo sforzi enormi per migliorare l’impatto dei processi di produzione, ma non basta. Una delle strade possibili è l’uso della luce solare, una fonte di energia pulita e inesauribile, in grado anche di innescare processi chimici. Con la tecnica che abbiamo messo a punto si utilizzano materiali in grado di assorbire la luce solare e trasformarla in un’altra forma di energia che viene poi convogliata verso le molecole dei reagenti, aiutandoli a trasformarsi nei prodotti finali". 

Tre materiali di prova

I ricercatori hanno prodotto, a partire dal nitruro di carbonio grafitico, tre materiali di prova, definiti am-CN, red-CN e ox-CN. Sfruttando le moderne tecniche analitiche, ne hanno studiato le proprietà morfologiche ed elettroniche, trovando risultati incoraggianti per il successivo esperimento di fotocatalisi: i tre materiali sono stati testati in una reazione modello e l’am-CN ha prodotto i risultati migliori. Ad ulteriore conferma dell’attività di questi materiali, è stato dimostrato che, in loro assenza, la reazione modello non si innesca. I ricercatori hanno quindi proseguito mettendo a punto un protocollo di sintesi per l’utilizzo dell’am-CN. La tecnica proposta permette di ottenere prodotti perfluorurati
di grande interesse industriale: composti di questo tipo sono, ad esempio, sfruttati per migliorare le prestazioni dei dispositivi a cristalli liquidi. 
 La reazione avviene a temperatura ambiente e senza l’utilizzo di catalizzatori metallici, sia sfruttando una specifica radiazione proveniente da un led blu, sia sfruttando la radiazione solare, con indubbi vantaggi di praticità e semplicità. Infine l’am-CN si è dimostrato stabile nel tempo, ancora attivo al termine dell’esperimento e quindi riciclabile, caratteristica fondamentale per un futuro utilizzo in industria. 
Paolo Fornasiero, professore ordinario di chimica generale e inorganica dell’Università di Trieste sottolinea: “Questi materiali necessitano di una precisa struttura chimica e morfologica, e devono anche essere facilmente assemblabili, non tossici e poco costosi. La ricerca si sta spostando verso l’ingegnerizzazione di materiali a base di elementi facilmente reperibili come il carbonio, che sostituiscano metalli preziosi come platino, oro, argento. La combinazione di energia solare e di elementi semplici come carbonio, azoto e ossigeno, rende un processo industriale poco impattante sull’ambiente e ne abbatte i costi. Le tecniche di fotocatalisi sono una risposta moderna e adeguata all’esigenza sempre più pressante di rendere l’industria chimica più sostenibile.”