come trasformatori, gli esseri robotici viventi che hanno la capacità di cambiare i loro corpi a piacimento, gli scienziati hanno ora sviluppato nuovi materiali nanoporosi 3-D che subiscono cambiamenti conformazionali e si trasformano in strutture non porose 2-D come risultato di uno stimolo esterno. Possono quindi passare alla struttura nanoporosa 3D originale quando lo stimolo viene invertito.
Lo studio, sviluppato da un team del Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC) e pubblicato oggi sulla rivista Materiale avanzato , possono avere potenziali applicazioni come membrane per la separazione selettiva dei gas o l'adsorbimento di gas, come catalizzatori per reazioni chimiche, come incapsulamento e somministrazione di farmaci per sostanze attive o adsorbimento di rifiuti pericolosi.
I ricercatori hanno sviluppato questi materiali utilizzando molecole flessibili e sferiche icosaedriche a base di boro come leganti. "La forma sferica dei leganti è il fattore chiave che consente alle strutture di tornare alla loro forma originale, consentendo il riordino delle diverse parti, e senza far crollare l'intera struttura"dice Jose Giner, dal Laboratorio di Materiali Inorganici e Catalisi dell'Istituto di Scienza dei Materiali di Barcellona (ICMAB-CSIC).
Il materiale appartiene a una classe di materiale cristallino poroso formato dall'assemblaggio di ioni metallici o cluster con collegamenti organici a ponte che sono chiamati strutture metallo-organiche (MOF). In questo studio, l'uso di linker sferici invece di quelli planari potrebbe aiutare a stabilizzare le strutture flessibili. "L'idea di collegamenti di forma sferica che evitano il collasso della struttura può essere intesa anche così:due strati si sovrapporranno se separati da sfere; mentre collasseranno se si utilizzano pilastri non sferici, " spiega Giner.
"La trasformazione osservata è innescata non solo da solventi organici convezionali ma anche da CO2 supercritica verde, aprendo la strada a processi sostenibili", afferma Ana López-Periago del gruppo Supercritical Fluids and Functional Materials di ICMAB.
Come prova di concetto per potenziali applicazioni, l'incapsulamento delle molecole di fullerene è stato ottenuto intrappolandole durante la transizione reversibile da 2D a 3D, mentre si forma la struttura. "Il processo osservato costituisce un nuovo modo per incapsulare grandi molecole che non possono diffondersi facilmente nel materiale poroso, "aggiunge Giner.
Il focus dell'attività scientifica del gruppo LMI è nella chimica dei cluster di boro. Le loro forme geometriche e il fatto che contengono uno ione semimetallico, boro, conferire loro proprietà uniche in gran parte sconosciute. Il gruppo esplora la sintesi di nuove strutture e le loro applicazioni in diversi campi, come agenti antitumorali, catalisi, dissalazione dell'acqua, o sensori.
