Un nuovo materiale con superficie da record mondiale e capacità di assorbimento dell'acqua è stato sintetizzato dai ricercatori dell'Università di Uppsala, Svezia. I risultati sono pubblicati oggi in PLOS UNO .

Si prevede che il materiale in carbonato di magnesio a cui è stato dato il nome Upsalite riduca la quantità di energia necessaria per controllare l'umidità ambientale nell'industria elettronica e della formulazione di farmaci, nonché nelle piste da hockey e nei magazzini. Può essere utilizzato anche per la raccolta di rifiuti tossici, prodotti chimici o fuoriuscite di petrolio e nei sistemi di somministrazione dei farmaci, per il controllo degli odori e la sanificazione dopo l'incendio.

Contrariamente a quanto affermato da più di 100 anni nella letteratura scientifica, abbiamo scoperto che il carbonato di magnesio amorfo può essere prodotto in modo molto semplice, processo a bassa temperatura, dice Johan Goméz de la Torre, ricercatore presso la Divisione Nanotecnologie e Materiali Funzionali.

Mentre le forme ordinate di carbonato di magnesio, sia con che senza acqua nella struttura, sono abbondanti in natura, forme disordinate prive di acqua si sono rivelate estremamente difficili da realizzare. Nel 1908, I ricercatori tedeschi hanno affermato che il materiale non potrebbe effettivamente essere realizzato allo stesso modo di altri carbonati disordinati, facendo gorgogliare CO2 attraverso una sospensione alcolica. Studi successivi nel 1926 e nel 1961 giunsero alla stessa conclusione.

Un giovedì pomeriggio del 2011, abbiamo leggermente modificato i parametri di sintesi dei precedenti tentativi falliti impiegati, e per errore ha lasciato il materiale nella camera di reazione durante il fine settimana. Tornati al lavoro lunedì mattina abbiamo scoperto che si era formato un gel rigido e dopo aver asciugato questo gel abbiamo iniziato ad emozionarci, dice Johan Goméz de la Torre.

Seguì un anno di analisi dettagliate dei materiali e messa a punto dell'esperimento. Uno dei ricercatori ha approfittato della sua abilità russa poiché alcuni dei dettagli chimici necessari per comprendere il meccanismo di reazione erano disponibili solo in una vecchia tesi di dottorato russa.

Dopo aver esaminato una serie di tecniche di caratterizzazione dei materiali all'avanguardia, è diventato chiaro che avevamo effettivamente sintetizzato il materiale che in precedenza era stato dichiarato impossibile da realizzare, dice Maria Strømme, professore di nanotecnologie e capo della divisione nanotecnologie e materiali funzionali.

La scoperta più sorprendente è stata, però, non che avessero prodotto un nuovo materiale, ma erano invece le sorprendenti proprietà che scoprirono che questo nuovo materiale possedeva. Si è scoperto che Upsalite aveva la più alta superficie misurata per un carbonato di metallo alcalino terroso; 800 metri quadrati per grammo.

Ciò colloca il nuovo materiale nella classe esclusiva dei porosi, materiali ad alta superficie tra cui silice mesoporosa, zeoliti, strutture organiche del metallo, e nanotubi di carbonio, dice Stromme.

Inoltre abbiamo scoperto che il materiale era pieno di pori vuoti, tutti con un diametro inferiore a 10 nanometri. Questa struttura a pori conferisce al materiale un modo assolutamente unico di interagire con l'ambiente che porta a una serie di proprietà importanti per l'applicazione del materiale. Upsalite si trova ad esempio ad assorbire più acqua a basse umidità relative rispetto ai migliori materiali attualmente disponibili; le zeoliti igroscopiche, un immobile che può essere rigenerato con un consumo energetico inferiore rispetto a quello utilizzato oggi in processi simili.

Questo, insieme ad altre proprietà uniche del materiale impossibile scoperto dovrebbe aprire la strada a nuovi prodotti sostenibili in una serie di applicazioni industriali, dice Maria Strømme.