Schema dei diversi materiali ottenibili con l'atomizzazione. Credito:ICN2
L'essiccazione a spruzzo è una tecnica industriale basata sull'atomizzazione di una soluzione in goccioline di aerosol che a loro volta vengono evaporate per produrre una polvere (particelle essiccate). Questa tecnica è ben nota nel settore chimico, cibo, e industrie farmaceutiche, dove è abitualmente utilizzato.
Al cambio di secolo, gli scienziati hanno dimostrato che l'essiccazione a spruzzo potrebbe essere utilizzata per progettare nuovi materiali utilizzando ogni goccia di aerosol come un microreattore confinato. Basandosi su quel lavoro e studi successivi, il Supramolecular NanoChemistry and Materials Group presso l'ICN2, guidato da ICREA Prof. Daniel Maspoch, ha ampliato la portata della chimica accessibile nelle goccioline di aerosol, compresa la coordinazione e la chimica covalente. Hanno anche dimostrato che l'essiccazione a spruzzo è un metodo adatto per produrre strutture metallo-organiche (MOF) e strutture organiche covalenti (COF), così come i loro composti. Questi risultati sono discussi in Conti di ricerca chimica , in un articolo firmato anche da Javier Troyano, Ceren amur, Luis Garzon-Tovar, Arnau Carné-Sánchez e Inhar Imaz, tutti del gruppo ICN2.
MOF e COF sono materiali porosi molto attraenti grazie alla loro vasta gamma di applicazioni, come lo stoccaggio del gas, CO 2 cattura o consegna di droga. I compositi realizzati con MOF o COF e altri materiali sono in grado di vantare i punti di forza e mitigare i punti deboli di ogni componente. Però, per facilitare l'adozione di questi materiali, devono esistere metodi di fabbricazione adeguati. A differenza dei metodi convenzionali, l'essiccazione a spruzzo consente una rapida, produzione continua e scalabile di polveri microsferiche secche in un unico passaggio. Infatti, nell'ambito del progetto ProDIA, e in collaborazione con il Prof. David Farrusseng, Axel'One, e la società MOFapps, il gruppo ha recentemente dimostrato la produzione di essiccamento a spruzzo su larga scala dei cosiddetti MOF HKUST-1 e ZIF-8.
Gli autori anticipano che l'essiccazione a spruzzo sarà presto utile per sintetizzare altri tipi di materiali porosi cristallini. Tuttavia, suggeriscono anche che i MOF, COF, e i relativi compositi richiederanno ulteriori studi. Sono ottimisti sul fatto che i processi di essiccazione a spruzzo possano ancora essere resi più ecologici, più sicuro, più economico e più suscettibile di scala pilota.
