Li abbiamo incontrati tutti prima:quei piccoli sacchetti di palline che vengono imballati insieme a scarpe nuove o elettrodomestici. Le palline servono ad assorbire l'umidità in modo da proteggere gli oggetti da eventuali danni. "Questi materiali agiscono come una spugna, " spiega il fisico professor Rustem Valiullin dell'Università di Lipsia. Lui e il suo gruppo di ricerca hanno trovato un modo per determinare con maggiore precisione le proprietà di questi materiali, perché possono spiegare meglio il disturbo sottostante. Il loro articolo è stato designato "ACS Editors' Choice" dagli editori delle riviste dell'American Chemical Society, che riconoscono "l'importanza per la comunità scientifica globale" del lavoro dei ricercatori di Lipsia e lo vedono come una svolta nella descrizione accurata dei fenomeni di transizione di fase nei materiali porosi disordinati.

Nei materiali mesoporosi, le aperture dei pori sono molto più piccole che in una normale spugna:i loro diametri variano da 2 a 50 nanometri e sono invisibili ad occhio nudo. Tuttavia, hanno una serie di proprietà interessanti, anche per quanto riguarda le sostanze separanti. Ciò si verifica in funzione della molecola e della dimensione dei pori, Per esempio.

Fino ad ora, esperimenti scientifici sono stati solo in grado di approssimare le proprietà desiderate di questi materiali. "Quindi si tratta più di sperimentare se è possibile determinare quale delle strutture può essere utilizzata per quali applicazioni, " dice il fisico. Il problema è che questi materiali sono per lo più disordinati, il che significa che i pori di diverse dimensioni nel materiale formano una complessa struttura a rete.

I ricercatori dell'Università di Lipsia hanno sviluppato un modello che determina le caratteristiche che possono essere osservate in reti di pori così complesse. Il professor Valiullin descrive l'approccio come segue:"Possiamo descrivere statisticamente come i singoli pori in queste reti sono accoppiati tra loro. Noi sposiamo il disordine con l'ordine". Ciò consente di determinare i fenomeni fisici che devono essere compresi nelle transizioni di fase gas-liquido e solido-liquido, Per esempio. E non solo in teoria:utilizzando speciali modelli mesoporosi, è stato possibile dimostrare con l'ausilio dei moderni metodi di risonanza magnetica nucleare che i risultati teorici possono essere applicati direttamente anche nella pratica.

Ciò dovrebbe rendere più facile l'utilizzo di tali materiali in futuro, ad esempio per aiutare a rilasciare farmaci nel corpo umano per un lungo periodo, proprio quando necessario e desiderato. Altre potenziali applicazioni per tali materiali includono la tecnologia dei sensori o lo stoccaggio e la conversione dell'energia.