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01.03.2020 - 08:000

Creato un polimero in grado di catturare l’anidride carbonica atmosferica

I ricercatori dell’Università di Kyoto hanno sviluppato un nuovo materiale con una particolare struttura molecolare

Quello dell’anidride carbonica presente nell’atmosfera è uno dei più grandi problemi relativi ai fenomeni del surriscaldamento globale, dell’effetto serra e, in generale, dei cambiamenti climatici.
Per tale ragione, oggi, i governi di molti paesi stanno lavorando a soluzioni sostenibili per limitare le emissioni di CO2 nell’atmosfera. E se da una parte stanno progressivamente varando piani ambientali volti a evitare ulteriori emissioni, dall’altra si sta cercando anche di catturare o eliminare con nuove tecnologie il biossido di carbonio già presente nell’atmosfera.
Una di queste tecnologie, dette CCU (carbon capture and storage), è per l’appunto il metodo sviluppato da alcuni ricercatori dell’Università di Kyoto insieme ai colleghi dell’Università di Tokyo e della Jiangsu Normal University in Cina. Il processo si basa su un nuovo materiale in grado di catturare selettivamente le molecole di anidride carbonica e convertirle in modo efficiente in altri materiali organici. Nello specifico, si tratta di una struttura metallo-organica fatta di ioni di zinco e componenti organiche capace di riconoscere selettivamente la CO2, catturarla e renderla riutilizzabile per la produzione di prodotti chimici.
«Abbiamo progettato con successo un nuovo materiale poroso caratterizzato da un’alta affinità con le molecole di CO2 ed in grado di trasformare il gas in utili materiali organici», ha spiegato Ken-ichi Otake, chimico dei materiali dell’Università di Kyoto dell’Istituto per le scienze dei materiali cellulari integrati (iCeMS ). Chimicamente consiste in un polimero di coordinazione poroso, abbreviato PCP, cioè una struttura costituita da ioni zinco-metallo. Il materiale ha un componente organico con una struttura molecolare simile a un’elica e, quando le molecole di CO2 si avvicinano alla struttura, questa si riorganizza per permettere l’intrappolamento del gas, causando piccole modifiche ai canali molecolari all’interno del PCP.
Questo innovativo materiale, insomma, può essere considerato una sorta di “setaccio molecolare” in grado di riconoscere le molecole per dimensione e forma. I ricercatori hanno testato il materiale tramite l’analisi strutturale a raggi X, verificando la sua capacità di catturare selettivamente solo molecole di CO2 con un’efficienza dieci volte maggiore rispetto ad altri PCP. Una volta catturato ed isolato dall’atmosfera, poi, il carbonio può essere convertito in altri materiali con un’ampia varietà di applicazioni. Come ha dichiarato a tal proposito Susumu Kitagawa, chimico dei materiali dell’Università di Kyoto: «Uno degli approcci più ecologici alla cattura del carbonio è quello di riciclare l’anidride carbonica in sostanze chimiche di alto valore, come i carbonati ciclici che possono essere utilizzati in prodotti petrolchimici e farmaceutici».
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications ed evidenzia tutto il potenziale dei polimeri di coordinazione porosi per intrappolare l’anidride carbonica atmosferica. Tale lavoro, anche se si basa su un’idea relativamente non nuova in ambito scientifico, apre comunque nuove strade per future ricerche sui materiali simili.

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