Immagina una scatola che inserisci nel muro che pulisce la tua aria tossica e ti paga in contanti.

Questo è essenzialmente ciò che i ricercatori della Vanderbilt University hanno prodotto dopo aver scoperto il progetto per trasformare l'anidride carbonica nel materiale più prezioso mai venduto:nanotubi di carbonio di piccolo diametro.

I nanotubi di carbonio sono supermateriali che possono essere più resistenti dell'acciaio e più conduttivi del rame. Il motivo per cui non sono presenti in tutte le applicazioni, dalle batterie ai pneumatici, è che queste straordinarie proprietà si manifestano solo nei nanotubi più piccoli, che sono estremamente costosi. Non solo il team di Vanderbilt ha dimostrato di poter ricavare questi materiali dall'anidride carbonica aspirata dall'aria, ma come farlo in un modo molto più economico di qualsiasi altro metodo disponibile.

Questi materiali, che l'assistente professore di ingegneria meccanica Cary Pint chiama "oro nero, " potrebbe guidare la conversazione dall'impatto negativo delle emissioni a come possiamo usarle nella tecnologia futura.

"Una delle cose più entusiasmanti di ciò che abbiamo fatto è usare l'elettrochimica per separare l'anidride carbonica in costituenti elementari di carbonio e ossigeno e ricucire insieme, con precisione nanometrica, quegli atomi di carbonio in nuove forme di materia, " ha detto Pint. "Questo apre le porte alla possibilità di generare prodotti davvero preziosi con i nanotubi di carbonio.

"Questi potrebbero rivoluzionare il mondo."

In un rapporto pubblicato oggi in Materiali e interfacce applicati ACS , Pinta, Dottorato interdisciplinare in scienze dei materiali la studentessa Anna Douglas e il loro team descrivono come minuscole nanoparticelle 10, 000 volte più piccolo di un capello umano può essere prodotto da rivestimenti su superfici in acciaio inossidabile. La chiave era renderli abbastanza piccoli da essere preziosi.

"I nanotubi di carbonio più economici sul mercato costano circa $ 100-200 per chilogrammo, " Douglas ha detto. "Il nostro progresso di ricerca dimostra un percorso per sintetizzare i nanotubi di carbonio di qualità migliore rispetto a questi materiali con un costo inferiore e utilizzando l'anidride carbonica catturata dall'aria".

Ma realizzare piccoli nanotubi non è un compito da poco. Il team di ricerca ha dimostrato che un processo chiamato maturazione di Ostwald, in cui le nanoparticelle che fanno crescere i nanotubi di carbonio cambiano di dimensioni in diametri maggiori, è un concorrente chiave contro la produzione di dimensioni infinitamente più utili. Il team ha dimostrato di poter parzialmente superare questo problema regolando i parametri elettrochimici per ridurre al minimo queste fastidiose nanoparticelle di grandi dimensioni.

Questa tecnologia di base ha portato Pint e Douglas a co-fondare SkyNano LLC, un'azienda focalizzata sullo sviluppo della scienza di questo processo per ampliare e commercializzare prodotti da questi materiali.

"Quello che abbiamo imparato è la scienza che apre le porte per costruire ora alcuni dei materiali più preziosi nel nostro mondo, come diamanti e nanotubi di carbonio a parete singola, dall'anidride carbonica che catturiamo dall'aria attraverso il nostro processo, " disse Pinta.