I ricercatori dell'Università di Limerick hanno sviluppato un nuovo materiale che ha la capacità di catturare sostanze chimiche tossiche dall'aria.

Secondo i ricercatori, il materiale è in grado di catturare tracce di benzene, un inquinante tossico, dall'aria e utilizzare meno energia rispetto ai materiali esistenti.

Secondo i ricercatori, il materiale poroso spugnoso potrebbe rivoluzionare la ricerca di aria pulita e avere un impatto significativo nella battaglia contro il cambiamento climatico.

Il professor Michael Zaworotko, presidente Bernal della Crystal Engineering and Science Foundation of Ireland Research Professor presso il Bernal Institute dell'Università di Limerick, e colleghi hanno sviluppato il nuovo materiale, con risultati riportati in Nature Materials .

I composti organici volatili (VOC), compreso il benzene, sono una classe di inquinanti tossici che causano gravi problemi ambientali e sanitari. Lo sviluppo di tecnologie per rimuovere il benzene dall'aria a concentrazioni in tracce e farlo con un basso impatto energetico sono entrambe sfide che fino ad ora non sono state superate.

"Una famiglia di materiali porosi, come la spugna, è stata sviluppata per catturare i vapori di benzene dall'aria inquinata e produrre un flusso d'aria pulito per un lungo periodo di lavoro", ha spiegato il professor Zaworotko.

"Questi materiali potrebbero essere facilmente rigenerati con un riscaldamento mite, rendendoli candidati per la purificazione dell'aria e il risanamento ambientale.

"I nostri materiali possono fare molto meglio sia in termini di sensibilità che di tempo di lavoro rispetto ai materiali tradizionali."

Il professor Zaworotko e il dottor Xiang-Jing Kong del Dipartimento di scienze chimiche dell'UL, insieme ai colleghi delle principali università cinesi, hanno sviluppato il nuovo materiale poroso che ha una tale forte affinità per il benzene da catturare la sostanza chimica tossica anche quando è presente a 1 parte su 100.000.

Questo materiale ricorda il formaggio svizzero perché è pieno di buchi e sono questi buchi che attraggono le molecole di benzene, secondo i ricercatori.

In termini di energia, poiché il processo di cattura si basa su legami fisici anziché chimici, l'impronta energetica di cattura e rilascio è molto inferiore rispetto alle generazioni precedenti di materiali.

"La rottura delle miscele di gas è difficile da fare. Ciò è particolarmente vero per i componenti minori che compongono l'aria, che includono anidride carbonica e acqua. Le proprietà del nostro nuovo materiale mostrano che la rottura non è più difficile per il benzene", ha spiegato Professor Zaworotko.

Il lavoro precedente del laboratorio del professor Zaworotko ha prodotto materiali di punta per la cattura del carbonio e la raccolta dell'acqua. Il materiale di raccolta dell'acqua ha proprietà così favorevoli per catturare e rilasciare l'acqua dall'atmosfera che è già utilizzata nei sistemi di deumidificazione.

Il Dr. Xiang-Jing Kong ha spiegato:"Basati su un design intelligente, i nostri materiali si comportano bene nell'affrontare sfide di rilevanza sia tecnica che sociale, come la rimozione del benzene in tracce dall'aria. Questo è difficile per i materiali convenzionali, e quindi mette in evidenza il fascino dei porosi materiali."

Nel complesso, questi risultati suggeriscono che una nuova generazione di materiali porosi su misura del tipo inventato da UL può consentire un approccio generale alla cattura di sostanze chimiche tossiche dall'aria.

"Gli isomeri aromatici sono difficili da separare nelle loro miscele con i metodi tradizionali, che sono sempre ad alta intensità energetica", ha spiegato il dottor Xiang-Jing Kong.

"Questa ricerca ha aperto la possibilità di progettare materiali porosi per una separazione efficiente di queste sostanze chimiche con un basso apporto energetico e per la rimozione di altri inquinanti in tracce dall'aria". + Esplora ulteriormente

Il nuovo materiale cattura l'anidride carbonica