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AGI - “I nuovi Premi Nobel per la Chimica hanno segnato la scoperta di un’intera nuova categoria di materiali che prima non esistevano e che non sono presenti in natura, aprendo la strada a una rivoluzione paragonabile a quella della plastica”. È così che Gianluca Maria Farinola professore ordinario dell’Università degli Studi di Bari Aldo Moro e presidente della Società Chimica Italiana, ha commentato all’AGI l’assegnazione dei Nobel agli scienziati Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi.
“Il lavoro dei premiati ha portato alla nuova classe di materiali denominati ‘Metal Organic Frameworks’, in italiano traducibili come strutture metallo-organiche”, spiega l’esperto. “Si tratta di materiali con strutture porose tridimensionali, assimilabili a costruzioni fatte con i mattoncini Lego. Sono caratterizzati da cavità (pori) tutte uguali – continua – ma che possono essere realizzate in diverse dimensioni e forme. La loro unicità deriva dal fatto che, mettendo insieme atomi di metallo (i vertici) e molecole organiche (le bacchette), la struttura si compone ‘quasi magicamente’ da sola”.
La possibilità di controllare dimensione e forma dei pori, oltre a conferire loro una diversa capacità di interagire chimicamente, rende i Metal Organic Frameworks straordinariamente versatili. “Non sono semplici strutture passive, ma possiedono anche una propria attività chimica, specifica Farinola. Tra le applicazioni già attuali, l’esperto cita lo stoccaggio dell’idrogeno.
“Le cavità di questi materiali permettono di ‘ingabbiare’ gli atomi piccolissimi dell’idrogeno – spiega Farinola – risolvendo il problema della conservazione ad alta pressione e la tendenza del gas a fuoriuscire dai contenitori”. E continua: “Un altro esempio dimostrato è la cattura dell’acqua dall’aria, persino in ambienti secchi come il deserto”.
"Immense prospettive future"
Le implicazioni future sono immense. “In particolare anche grazie alla catalisi: i Metal Organic Frameworks possono agire come veri e propri ‘enzimi artificiali'”, dice l’esperto. “Le loro numerose cavità con attività chimica specifica possono diventare un posto dove avviene una reazione in maniera molto selettiva, rendendo i processi chimici più efficaci, veloci e sostenibili”, aggiunge.
Gli esempi di utilizzo futuro includono la cattura degli inquinanti o anche la produzione di farmaci. “Possiamo pensare di utilizzarli per la rimozione di anidride carbonica, inquinanti atmosferici o microinquinanti nelle acque, come farmaci o loro metaboliti”, spiega Farinola. “L’uso dei Metal Organic Frameworks nella catalisi apre le porte alla produzione di farmaci e combustibili in modo più efficiente”, aggiunge. “La vera forza di questi materiali è la loro enorme varietà potenziale.
Poiché i metalli della tavola periodica sono molti e i leganti organici che li uniscono sono virtualmente infiniti, è possibile – conclude – immaginare di fare una varietà di materiali immensa, siderale, con proprietà diverse. Questa foresta vergine di possibilità è destinata a rivoluzionare numerosi settori, dalla chimica industriale alla sostenibilità ambientale”.
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