I solidi porosi come le Zeoliti e i MOF (Metal-Organic Framework) sono utilissimi per i processi di separazione molecolare e per la catalisi: la loro natura solida pone comunque delle limitazioni al loro utilizzo.
I solventi liquidi costituiscono di gran lunga la scelta tecnologica più matura per la cattura di anidride carbonica derivante dalla combustione, visto che i sistemi a circolazione idraulica sono molto più retrocompatibili con gli impianti esistenti: per quanto gli adsorbenti solidi (l'adsorbimento rigurda la cattura superficiale di molecole, un fenomeno diverso dall'assorbimento che coinvolge il volume) abbiano prestazioni superiori ai solventi liquidi, è difficile implementarli negli attuali impianti chimici.
I solventi liquidi costituiscono di gran lunga la scelta tecnologica più matura per la cattura di anidride carbonica derivante dalla combustione, visto che i sistemi a circolazione idraulica sono molto più retrocompatibili con gli impianti esistenti: per quanto gli adsorbenti solidi (l'adsorbimento rigurda la cattura superficiale di molecole, un fenomeno diverso dall'assorbimento che coinvolge il volume) abbiano prestazioni superiori ai solventi liquidi, è difficile implementarli negli attuali impianti chimici.
L'ideale sarebbe sviluppare un materiale capace di combinare le proprietà dei fluidi con la porosità permanente di solidi come le zeoliti.
Il team del professore Stuart James della Queen's School of Chemistry and Chemical Engineering di Belfast è riuscito a sviluppare questo concept rivoluzionario costruendo un liquido ex-novo, attraverso una scelta opportuna delle molecole da utilizzare (un processo bottom-up, che parte dalla selezione dei costituenti molecolari per arrivare a costruire il prodotto macroscopico).
Sono state progettate delle "molecole gabbia" con una porosità ben definita e con alta solubilità nei solventi, le cui molecole sono troppo grandi per entrare nei pori.
La concentrazione di "gabbie" (ossia di pori) libere diventa così 500 volte più grande rispetto ad altre soluzioni molecolari che contengono "cavità", fatto che si riflette nelle proprietà del materiale, come la capacità 8 volte superiore di solubilizzare gas metano.
La soluzione tecnica più importante riguarda l'esclusione dal processo di produzione di gruppi funzionali che potrebbero penetrare nei pori (le gabbie) ed interagire pericolasamente con le meolecole assorbite.
Nel seguente video vengono mostrate due provette di "Liquido Poroso" (200 mg di preparato dissolti in 1mL di esacloropropene) sono state saturate con gas xenon per 5 minuti.
Al campione di sinistra è stato aggiunto cloroformio, mentre al campione di destra del dimetilbenzene, con l'accortezza di non mescolare i solventi. Iniziando a mescolare le provette con una ancoretta magnetica per mischiare gli strati di solvente , si può notare come il cloroformio sia in grado di far gorgogliare lo xenon a differenza dell'altro solvente costituito da molecole più voluminose.
Lo studio presenta grandi potenzialità per lo sviluppo di processi chimici ecologici, come la filtrazione e la cattura dell'anidride carbonica: gli impianti di produzione energetica che si avvalgono ancora di combustibile fossile, potrebbero intrappolare l'anidride in questo liquido poroso, evitando pericolose fuoriuscite del composto gassoso nell'atmosfera.
Link alla pubblicazione su Nature: LINK
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