Scienziati dell'Universitat Politècnica de València (Università Politecnica di Valencia, UPV) e l'Università di Bucarest hanno sviluppato un nuovo materiale catalizzatore che combina grafene con nanoparticelle metalliche orientate per reazioni organiche nella produzione di farmaci e pesticidi. A parte il materiale stesso, il contributo principale risiede nel processo in un unico passaggio mediante il quale viene ottenuto.
"Unire questi due componenti [il grafene e le nanoparticelle metalliche] e contemporaneamente far sì che le nanoparticelle si orientino correttamente è un grande passo, e ha un impatto diretto sull'efficienza e sulla funzionalità del materiale risultante come catalizzatore. Rispetto ai composti metallici solubili attualmente in uso, questo nuovo catalizzatore è da centomila a un milione di volte più attivo", spiega Hermenegildo García, ricercatore presso l'Instituto de Tecnología Química (Istituto di tecnologia chimica), un centro di ricerca congiunto gestito dall'UPV e dal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Consiglio Nazionale delle Ricerche Scientifiche, CSIC).
Per comprendere l'importanza delle proprietà di questo nuovo materiale, Hermenegildo García offre un'analogia per il processo di produzione in un'unica fase che hanno sviluppato:è come "essere in grado di disporre le strade e gli edifici di una città nella corretta disposizione allo stesso tempo. Il nuovo materiale favorisce l'accoppiamento reazioni che ci danno i composti di farmaci e pesticidi, consentendo di creare legami in modo semplice ed efficiente." La ragione di ciò risiede nella disposizione ottimale delle particelle di dimensioni nanometriche.
Il processo per ottenere il film di grafene con nanoparticelle orientate inizia con la purificazione della materia prima:alghe e gusci di gamberi. I biopolimeri naturali vengono quindi impregnati di ioni metallici e disposti come un film su una superficie di quarzo, e il sistema viene riscaldato ad alte temperature di circa 1200 gradi. In queste condizioni, i biopolimeri vengono trasformati in grafene, mentre i metalli generano le nanoparticelle che si depositano sul film di grafene.
"Continuando con l'analogia di prima, il grafene sarebbero le strade, che vengono posati per primi, e poi le nanoparticelle metalliche o gli edifici vengono disposte sopra di essi in un processo che ne favorisce l'orientamento ottimale. Questo è ciò che rende il materiale risultante più efficiente", conclude Garcia.
I risultati completi sono disponibili nel documento recente del team internazionale pubblicato su Comunicazioni sulla natura .
