Si chiamano MOF, acronimo di metal organic frameworks (strutture metallorganiche) e sono la chiave per futuri impianti idrici in grado di ripulire le acque contaminate e produrre idrogeno nello stesso tempo solo grazie all’esposizione alla luce solare. A conferire questo doppio ruolo sono stati i ricercatori dell’Istituto di scienze chimiche e ingegneria del Politecnico di Losanna (EPFL) in Svizzera, creatori di un nuovo ed efficiente sistema fotocatalitico, ovvero un processo chimico attivato dalla sola esposizione alla luce del sole.
I MOF rappresentano oggi i materiali cristallini più utili e versatili dal punto di vista chimico: la loro particolare struttura fornisce, oltre a un’elevata porosità (lo spazio vuoto all’interno del materiale può raggiungere fino al 90% del volume), anche affascinanti proprietà ottiche ed elettroniche. Sono in grado di purificare ed immagazzinare gas, di accelerare le reazioni di catalisi e offrono importanti vantaggi anche nel campo della sensoristica.
Grazie alla loro versatilità d’utilizzo (ma anche di progettazione strutturale), gli scienziati dei materiali stanno testando le strutture metallorganiche in una serie di applicazioni chimiche innovative, tra cui la più promettente è la fotocatalisi, un processo in cui un materiale sensibile alla luce viene eccitato dai fotoni luminosi. L’eccesso di energia assorbita disloca gli elettroni dalle loro orbite atomiche, lasciandosi dietro “buchi di elettroni”. La generazione di tali coppie “elettroni-buchi” è un elemento cruciale in qualsiasi processo energetico luce-dipendente e, in questo caso, consente al MOF di influenzare una varietà di reazioni chimiche.
Il gruppo di ricerca dell’EPFL, guidato da Kyriakos Stylianou, ha sviluppato un sistema fotocatalitico basato sui MOF che può eseguire simultaneamente due tipi di catalisi: la rottura delle molecole d’acqua in ossigeno e idrogeno e la degradazione degli inquinanti. Il materiale utilizzato nelle prove contiene il fosfuro di nichel (Ni2P), composto abbondante ed economico. Gli scienziati hanno eseguito in sequenza prove di scissione della molecola acquea e di degradazione degli inquinanti organici in acqua, dimostrando come il sistema fotocatalitico basato sul MOF in Ni2P sia in grado di integrare la generazione di “carburante solare” (legato alla produzione di idrogeno a costi inferiori alla “classica” elettrolisi) alla distruzione della rodamina B (colorante tossico usato per simulare inquinanti) in un singolo processo. Così, i MOF così sviluppati consentono ad un tempo sia di purificare una fonte idrica che per produrre contemporaneamente idrogeno. E questo non è che il primo di una serie di passi che porteranno ad ulteriori sviluppi.
Per rimanere sempre aggiornato con le ultime notizie de “Il NordEst Quotidiano”, iscriviti al canale Telegram
© Riproduzione Riservata
