L'aria intorno a noi è sempre più inquinata. Non c'è da stupirsi che molti scienziati si sforzino di trovare un modo per purificarlo. Grazie al lavoro di un team internazionale guidato dal prof. Juan Carlos Colmenares dell'Istituto di Chimica Fisica, Accademia polacca delle scienze, siamo un grande passo avanti verso il raggiungimento di questo obiettivo. Il team ha trovato un modo per creare un adsorbente reattivo efficiente in grado di purificare l'aria da vari composti tossici, a buon mercato, ed efficacemente.

"La cosa più importante è il materiale che abbiamo realizzato in laboratorio, " dice il prof. Colmenares. "Non solo assorbe i vapori tossici dall'aria ma anche, grazie alle sue proprietà fotocatalitiche, possono romperli in elementi meno tossici." Il materiale realizzato dal team consiste in due composti abbastanza economici e facili da acquisire:biossido di titanio e ossido di grafite. "Volevamo renderlo ampiamente disponibile, " spiega il professore, e "amiche dell'ambiente". L'innovazione qui consisteva nell'utilizzare gli ultrasuoni per far cooperare le due controparti, una organica e l'altra inorganica. La controparte organica cattura le particelle tossiche, e quello inorganico li distrugge per fotocatalisi. La manipolazione ad ultrasuoni inoltre amplia significativamente la superficie attiva e l'eterogeneità chimica del nuovo materiale, consentendo una maggiore efficienza di disintossicazione contro i "cattivi" dall'aria. "Grazie alle onde ultrasoniche, si ottiene un'ottima dispersione e lo strato di ossido di grafite si appoggia quasi sulla superficie del biossido di titanio, " dice il prof. Colmenares. Inizialmente, i ricercatori hanno pianificato di incorporare questo materiale come strato filtrante aggiuntivo per le maschere antigas dei soldati, o nei tessuti, realizzare uniformi che proteggessero un soldato da sostanze chimiche gassose tossiche sul campo di combattimento. Tutto questo, purché la giornata fosse soleggiata, e l'indumento aveva luci LED aggiuntive che attivavano la fotocatalisi. Però, è possibile ottenere un'elevata capacità di assorbimento anche al buio.

Sebbene l'invenzione sia stata testata su agenti di guerra chimica, le sue potenziali applicazioni sono molto più ampie e pacifiche.

Si potrebbe, Per esempio, realizzare tute industriali per lavoratori esposti giornalmente a vapori tossici. "Solo milligrammi in un vestito sarebbero sufficienti, "dice il professore "se solo dispersi correttamente. L'unico aspetto negativo è che i potenziali tessuti dovrebbero essere polimeri artificiali piuttosto che cotone o lino naturali, " dice. Gli scienziati dovrebbero anche trovare un modo per fissare il loro nanomateriale al tessuto portante in modo più sicuro mentre i vestiti vengono lavati. Sappiamo che quasi il 35% della microplastica trovata nell'ambiente proviene da vestiti sintetici e biancheria lavata. "Vorremmo non come se il nostro nanomateriale finisse nei fiumi e nei mari, " dice il professore. "Miriamo ad essere rispettosi dell'ambiente fino in fondo, non solo a livello di distruzione delle tossine dell'aria." Sebbene, come mostrato in precedenza da Dimitrios A. Giannakoudakis, il primo autore dell'opera in corso pubblicata su Giornale di ingegneria chimica e altri membri del team internazionale, per ultrasuoni, le fasi attive possono essere ancorate rapidamente e stabilmente sia su tessuti di cotone che di carbonio.

Se adeguatamente modificato, la stessa tecnologia potrebbe aiutare a purificare non solo l'aria ma anche l'acqua e il suolo. "Non abbiamo ancora esaminato queste possibilità, "dice il prof. Colmenares, "ma dipende principalmente dal fatto che depositeremo in sicurezza il nostro nanomateriale su possibili futuri vettori/substrati. Pur purificando l'acqua dalle tossine, non vorremmo inquinarlo con questi ossidi; non vorremmo la nanotossicità, anche se in teoria né TiO ₂ né l'ossido di grafite è tossico per l'uomo, " spiega lo scienziato. "Dopo tutto, chi non masticava una matita mentre era a scuola?"

Se abbiamo risolto questo problema, potremmo dire, "Il cielo è il limite." Il nuovo materiale potrebbe disintossicare le acque reflue nelle industrie della carta e del coke o persino neutralizzare i resti altamente tossici delle armi chimiche della seconda guerra mondiale, che giace nel profondo del Mar Baltico. "Per adesso, puntiamo agli impianti di depurazione, " dice il professore. "Fotocatalisi e nanocompositi possono aiutare dove i microbi non possono perché l'ambiente è troppo tossico per loro".

La fotocatalisi del suolo è la sfida più grande. Però, anche questo è immaginabile con una corretta miscelazione, illuminazione, e un fotocatalizzatore adeguato, Per esempio, per rimuovere erbicidi o pesticidi.

L'aria più pulita è a portata di mano. Per acqua e terreno più puliti, dovremmo aspettare ancora un po' per una soluzione ottimale, ma gli scienziati dell'IPC PAN stanno appena iniziando la loro ricerca per una migliore, ambiente più pulito con approcci sostenibili per tutti noi.