Il Dr. Inhar Imaz e il Prof. Daniel Maspoch di ICREA sono i cervelli dietro un nuovo metodo per la sintesi di strutture metalliche organiche. Si prevede che la loro tecnica di essiccazione a spruzzo farà avanzare in modo significativo la commercializzazione dei MOF.

Un gruppo di partner di progetto dell'UE (ProDIA) ha sviluppato con successo processi di sintesi che consentono la produzione di materiali per strutture metalliche organiche (MOF) su scala industriale. Questi metodi innovativi hanno notevolmente ridotto i costi di produzione, consentendo ai MOF di avere un prezzo competitivo rispetto a molti materiali attuali leader di mercato. Con la capacità di offrire questi materiali porosi avanzati a un prezzo economicamente vantaggioso, i benefici previsti dalle loro prestazioni superiori possono ora essere realizzati.

Le strutture metalliche organiche (MOF) sono tra i materiali più interessanti emersi negli ultimi due decenni. Sono solidi in polvere composti da metalli o cluster metallici collegati da ligandi organici in reti estese, che spesso hanno porosità molto elevate nell'intervallo dei nanopori (1 nanometro =10 ^-9 m). Sono questi piccoli pori o cavità che rendono questi materiali MOF ideali per lo stoccaggio di gas come CH ₄ , h ₂ Oh, CO ₂ , NH ₃ e NO, tra gli altri. Insieme alla loro flessibilità chimica, I MOF hanno un grande potenziale in una vasta gamma di settori che coprono l'energia, applicazioni ambientali e biologiche.

Il consorzio ha ottenuto con successo progressi significativi in ​​due aree critiche per l'industrializzazione/produzione e la modellazione/formulazione MOF. Sono stati esplorati diversi processi di produzione, sviluppato e convalidato per consentire la produzione su scala multi-chilo di una gamma strutturalmente e chimicamente diversificata di materiali MOF. Sono stati fabbricati corpi e formulazioni opportunamente sagomati comprendenti le polveri MOF prodotte, caratterizzato e testato per l'uso nelle principali aree di applicazione dello stoccaggio di gas per energia mobile pulita, soluzioni di raffreddamento basate sul calore di scarto per data center, purificazione dell'aria, e prevenzione delle infezioni acquisite da dispositivi medici. I dati raccolti nei test affiancati ai benchmark del settore dimostrano le prestazioni superiori ottenibili dai materiali fabbricati, confermando il loro immenso potenziale futuro.

Un gruppo di ricercatori guidati dal dott. Inhar Imaz e dal prof. Daniel Maspoch di ICREA presso l'Istituto catalano di nanoscienze e nanotecnologie (ICN2) ha sviluppato uno dei nuovi metodi per la sintesi MOF:l'essiccazione a spruzzo. Il metodo di essiccazione a spruzzo dell'ICN2 è stato pubblicato per la prima volta in Chimica della natura nel 2013. È stato brevettato e concesso in licenza all'altro partner ProDIA MOFApps entro il 2015. Ora, è stato scalato dalla produzione su scala grammo a chilo in collaborazione con il gruppo di ricerca guidato dal Prof. David Farrusseng (IRCELYON, CNRS), MOFApps e Axel'One.

La chiave di questo rapido viaggio dal laboratorio all'industria è che il metodo è stato adattato da un processo industriale comune che non richiede attrezzature specializzate. Utilizza anche l'acqua come mezzo di reazione, rendendolo a basso costo, percorso ecologico verso la produzione continua di una gamma di MOF porosi. Unico in Europa, l'installazione di prova situata ad Axel'One è alta 10,5 metri e produce diverse decine di chili di MOF a base di rame, HKUST-1, in poche ore. Questo è un passo importante verso la produzione su scala industriale (~ 300 kg/giorno) di MOF tramite essiccazione a spruzzo, che darebbe a questi materiali il prezzo competitivo di cui hanno bisogno per l'assorbimento di massa.