Intrappolare le molecole tossiche per ottenere aria più pulita

54003Gli scienziati stanno sviluppando nuovi prodotti per il filtraggio dell’aria e reazioni industriali basate su una nuova famiglia di composti altamente porosi. I risultati attesi prevedono un notevole impatto economico e ambientale.

Al progetto Nanomof ha aderito, tra l’altro, l’azienda SIAD, fondata a Bergamo nel 1927, e’uno dei principali gruppi chimici italiani che opera nella produzione e vendita dell’intera gamma di gas industriali, alimentari, speciali e medicinali, oltre che nei seguenti settori sinergici: engineering, healthcare, servizi e beni industriali.

Le strutture metallo-organiche (MOF) sono una classe relativamente nuova di strutture cristalline porose costituite da cluster di ossidi metallici collegati da leganti organici (i cosiddetti “linker”). Le reti risultanti possono avere complesse geometrie tridimensionali (3D). Creano numerosi micropori, esponendo quindi la massima superficie riportata di qualsiasi materiale.

Le MOF sono ottime candidate per le applicazioni in assorbimento e separazione dei gas, nella catalisi (strutture di reazione ristrette), nonché come sensori. Infatti, in termini di capacità di adsorbimento, le MOF possono superare in modo significativo i composti convenzionali, come il carbone attivo e gli zeoliti.

Gli scienziati hanno avviato il progetto Nanomof (“Nanoporous metal-organic frameworks for production”), finanziato dall’UE, con l’intento di proseguire l’applicazione industriale delle MOF attraverso la stretta collaborazione con gli istituti di ricerca e gli utilizzatori finali industriali delle MOF. L’obiettivo è di separare i gas, giungere ad una fornitura sicura di gas tossici per gli usi nell’elettronica e, infine, alla catalisi.

Gli scienziati hanno compiuto notevoli progressi in tutti i settori. Per quanto riguarda l’inquinamento atmosferico e la tossicità, hanno sviluppato una processazione che consente la produzione di MOF/materiali compositi di carbonio e filtri piani per la protezione respiratoria attraverso una cartuccia filtrante. Progressi significativi sono stati compiuti per quanto riguarda gli indumenti di protezione e i filtri dell’aria a fibre tessili. Gli scienziati hanno identificato un materiale composito conveniente e non tossico per le MOF adatto per la rimozione dell’ammoniaca (NH3). Esso si compone di una MOF comune. Sono state sviluppate e ottimizzate attrezzature per caricare e fissare le MOF a tessuti non tessuti. Il tessuto risultante è conforme agli standard internazionali del settore tessile.

Inoltre, sono state studiate MOF specializzate per la rimozione dello zolfo dai flussi di alimentazione di idrocarburi. La sintesi è stata ottimizzata per un basso impatto ambientale utilizzando solventi non tossici. In aggiunta, è stato studiato un materiale promettente per lo stoccaggio efficiente dei gas tossici per gli usi nell’elettronica per l’industria dei semiconduttori e del solare. Infine, sono stati compiuti importanti progressi nello sviluppo di catalizzatori selettivi e ad elevato tasso di conversione per una produzione basata su MOF di monogliceridi, comunemente utilizzati come additivi nel settore alimentare.

I risultati del progetto Nanomof avranno un importante impatto economico ed ecologico in materia di inquinamento e di protezione dalla tossicità, nonché nella sicurezza industriale della fornitura di gas tossici e catalisi. Proseguendo, il lavoro si concentrerà sullo sviluppo e sulla sperimentazione di prototipi dimostrativi.

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