Le emissioni di gas serra contribuiscono in modo significativo al riscaldamento globale. Non solo anidride carbonica (CO₂ ), ma anche i gas contenenti fluoro, compresi i cosiddetti idrocarburi per- o polifluorurati o PFC, hanno una quota significativa in questo sviluppo. I ricercatori dell'Istituto di Chimica Organica dell'Università di Heidelberg guidati dal Prof. Dr. Michael Mastalerz hanno recentemente sviluppato nuovi materiali cristallini in grado di adsorbire selettivamente le molecole di tali legami carbonio-fluoro. I ricercatori di Heidelberg sperano che questi cristalli porosi possano essere utili per il legame e il recupero mirati dei PFC.

I carboni polifluorurati sono composti organici di varia lunghezza in cui gli atomi di idrogeno degli alcani sono parzialmente o completamente sostituiti da atomi di fluoro. Questi atomi sono chimicamente altamente stabili. Non sono onnipresenti in natura e vengono utilizzati principalmente per i processi di incisione nell'industria dei semiconduttori, nella chirurgia dell'occhio e nella diagnostica medica come potenziatori di contrasto per determinati esami ecografici.

"A differenza di CO₂ , che è integrato nei cicli dei materiali naturali, i PFC si accumulano nell'atmosfera e vi rimangono per diverse migliaia di anni prima di rompersi", afferma il Prof. Mastalerz. Rispetto al biossido di carbonio, i PFC hanno quindi un potenziale di riscaldamento globale molto maggiore:l'impatto di una molecola di PFC è praticamente uguale a 5.000-10.000 CO₂ molecole. Secondo il ricercatore, ciò rende gli idrocarburi polifluorurati un problema permanente che non solo contribuisce al riscaldamento globale ora, ma lo sta anche accelerando.

Con il suo gruppo di ricerca presso l'Istituto di Chimica Organica dell'Università di Heidelberg, il Prof. Mastalerz ha sviluppato un nuovo tipo di materiale cristallino in grado di adsorbire idrocarburi polifluorurati in modo altamente selettivo, legandoli alla sua superficie interna. I cristalli porosi sono basati su composti a gabbia organica persistenti che trasportano catene laterali contenenti fluoro sui montanti interconnessi. Queste catene laterali reagiscono secondo il principio "simile attrae come" tramite interazioni fluoro-fluoro con le molecole di PFC, assicurandosi che si depositino sulla superficie interna del materiale.

Nei loro esperimenti, i ricercatori di Heidelberg hanno dimostrato che i cristalli che hanno sviluppato legano alcuni gas contenenti fluoro come l'ottafluoropropano o l'ottafluorociclobutano da circa 1.500 a 4.000 volte più fortemente del diazoto, il componente principale dell'aria. Secondo il Prof. Mastalerz, questi numeri rappresentano selettività straordinariamente elevate per legare tali PFC.

Attualmente il Prof. Mastalerz e il suo team stanno lavorando per aumentare ulteriormente la selettività dei cristalli e trasferire il processo ad altri gas fluorurati, come quelli utilizzati in anestesia medica. "Vedo un enorme potenziale di sviluppo in quest'area", afferma il ricercatore. Spera che l'adsorbente possa essere utilizzato per il recupero degli idrocarburi polifluorurati nel loro punto di utilizzo.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Materiali avanzati . + Esplora ulteriormente

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