In alto:strutture molecolari degli additivi a MW piccoli impiegati. Medio:immagini SEM dei prodotti dopo una rapida precipitazione in presenza di additivi. Tutte le polveri erano amorfe. In basso:prodotti recuperati dopo 15 min di maturazione. Polveri generate con EDTA, MGDA e CIT trasformate in miscele di calcite e vaterite. Solo in presenza di CPTC, HEDP e TPP le polveri sono rimaste amorfe. Credito:Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI:10.1002/anie.202208475
Dai bicchieri torbidi ai depositi nelle lavastoviglie:il calcare è un problema onnipresente. Una collaborazione di ricerca internazionale guidata da due ricercatori della FAU ha ora studiato quali sostanze potrebbero essere aggiunte al detersivo per lavastoviglie per prevenire la formazione di calcare. La conoscenza dei meccanismi coinvolti può essere utilizzata per sviluppare ingredienti più sostenibili. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie .
I cristalli di calcare che si formano prima del calcare, come la pellicola lattiginosa che rimane sui bicchieri, si formano quando l'acqua si asciuga e lascia un residuo solido. I fosfati vengono aggiunti alla polvere per lavastoviglie per affrontare questo problema e prevenire questi depositi nelle lavastoviglie. Tuttavia, i fosfati sono anche fertilizzanti e prima o poi vengono trasportati nei fiumi e negli oceani attraverso le acque reflue. Lì, i fosfati rendono l'acqua ricca di sostanze nutritive. Ciò consente a determinati tipi di alghe di riprodursi troppo rapidamente, portando a un'epidemia di alghe indesiderata, che a sua volta può portare alla morte in massa di altri organismi e piante.
Per astenersi dall'utilizzare in futuro i fosfati, i ricercatori della FAU guidati dal Priv. Doz. Il Dr. Stephan E. Wolf, cattedra di Vetro e Ceramica, e il Prof. Dr. Dork Zahn, Professore di Chimica Teorica, hanno studiato come i fosfati e altri ingredienti comuni prevengono i residui. Hanno scoperto vari meccanismi. Sono stati in grado di dimostrare come funzionano esattamente i complessi meccanismi e come si completano perfettamente a vicenda.
Il loro lavoro ha portato a un suggerimento per una sostanza che funziona in modo molto simile al fosfato, ma che sembra essere più rispettosa dell'ambiente. La sostanza interferisce con i depositi, rendendoli più disorganizzati e impedendo che i cristalli organizzati formino pacchetti stabili con ioni calcio e carbonato. Questo impedisce del tutto i depositi o li rende più facili da sciogliere a causa della loro struttura disorganizzata.
Il team non è stato solo in grado di determinare quali meccanismi prevengono i depositi di calcare, ma ha anche acquisito nuove informazioni su come si forma la calce. "Abbiamo scoperto che il processo alla base della formazione della calce è molto più complesso di quanto immaginassimo", spiega il Prof. Dr. Dirk Zahn.
Le nuove intuizioni ci aiutano anche a capire l'effetto che gli organismi hanno sulla produzione di calce in natura. I crostacei, ad esempio, devono essere in grado di controllare la produzione di calce per formare i loro gusci e garantirne la sopravvivenza. "Soprattutto in vista del cambiamento climatico, dobbiamo capire cosa è particolarmente dannoso per gli organismi che secernono calcare come coralli, conchiglie e gasteropodi marini, se vogliamo proteggerli a sufficienza", afferma il dottor Stephan E. Wolf. + Esplora ulteriormente