Stop all'anidride carbonica con la spugna AzoPORE

Ha l’aspetto di una comune polvere cristallina, ma al suo interno è attraversato da microscopici canali, immensamente più sottili di un capello, che percorrono l’intero volume del materiale. AZOpore – così l’hanno chiamato i suoi inventori – è in grado di assorbire selettivamente l’anidride carbonica e di rilasciarla quando viene esposto alla luce solare. Questo nuovo materiale, frutto della ricerca italiana nel campo delle nanotecnologie, ha notevoli potenzialità per diverse applicazioni industriali. AzoPORE (AZObenzene nanoPORous matErial) è il risultato di un progetto finanziato da Fondazione Cariplo che si inserisce in una linea di ricerca congiunta tra i Laboratori di Nanoscienze Fotochimiche e di Crystal Engineering dell’Università di Bologna e il Laboratorio di Materiali Nanostrutturati Porosi dell’Università di Milano-Bicocca.

Si tratta di un autentico “gruviera artificiale”: basti pensare che un solo grammo di AzoPORE ha un’area superficiale pari a quella di un campo da tennis. La novità assoluta di AzoPORE è la sua sensibilità alla luce, resa possibile grazie alla struttura molecolare che deriva da una particolare combinazione di quattro unità di azobenzene. L’azobenzene è una molecola in grado di cambiare forma  quando viene illuminata.

Quando le molecole di AzoPORE ricevono luce assumono una nuova forma, provocando un rapido collasso della struttura cristallina, con il conseguente smantellamento dei canali e il rilascio di molecole di CO₂ intrappolate nei pori. AzoPORE è totalmente riutilizzabile perché la struttura cristallina e la porosità vengono ripristinate scaldando il materiale (bastano pochi minuti a 100°C). Pertanto, illuminare AzoPORE ha un effetto simile a strizzare una spugna intrisa d’acqua – con la differenza che AzoPORE assorbe preferenzialmente l’anidride carbonica, “intrappolando” il principale responsabile del riscaldamento globale.

“ Siamo davvero orgogliosi di questo risultato – ha commentato Carlo Mango, direttore area ricerca scientifica di Fondazione Cariplo – "E’ un’ulteriore dimostrazione che oggi la filantropia fornisce un grande apporto alla ricerca scientifica producendo risultati utili per il bene di tutti, in questo caso anche per la salute. Fondamentale è il rapporto tra un’organizzazione filantropica come Fondazione Cariplo e i centri di ricerca, le università dove spesso lavorano con passione giovani con idee e capacità in grado di fare grande innovazione. Il nostro capitale umano va valorizzato. La moderna filantropia è anche questo”.

AzoPORE rappresenta dunque il capostipite di una nuova classe di sostanze capaci di assorbire e rilasciare in maniera reversibile molecole gassose intrappolate nella sua struttura cava, mediante stimoli di natura luminosa. L’illuminazione di AzoPORE, oltre a rilasciare il gas intrappolato, provoca la trasformazione della polvere solida cristallina di partenza in un liquido viscoso. Questo effetto di “fotofusione” è di grande interesse tecnologico per le sue possibili ricadute nei settori della fotolitografia, della olografia e degli adesivi. AzoPORE, infine, è molto semplice da produrre e si ottiene da materie prime facilmente reperibili: 1 kg di materiale puro preparato in laboratorio costa poche decine di euro. Si tratta di una scoperta importante dal punto di vista scientifico che dimostra come lo studio delle trasformazioni indotte dalla luce sui materiali sia un campo di ricerca ancora molto vasto e inesplorato, in grado di sviluppare nuova conoscenza e tecnologie all’avanguardia.

A progettare, realizzare e collaudare AzoPORE – riferisce un articolo pubblicato dalla prestigiosa rivista scientifica Nature Chemistry – un team di ricercatori del Dipartimento di Chimica “G. Ciamician” dell’Università di Bologna, coordinato da Massimo Baroncini, Fabrizia Grepioni e Alberto Credi e del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, coordinato da Angiolina Comotti e Piero Sozzani.