Grafene: ridurra' le emissioni inquinanti?

Grafene gas serra

Sarà il grafene a ridurre l’effetto serra? È quello che spera un gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università del Colorado (Usa) guidato da Scott Bunch e Giovanni Pellegrino: i ricercatori infatti hanno modificato dei sottili fogli di questo materiale rendendoli estremamente selettivi nei confronti delle molecole aeriformi. La scoperta potrebbe migliorare sensibilmente la qualità delle membrane che si usano per separare le miscele gassose, limitando il rilascio di quelle inquinanti.

L’effetto serra, responsabile per molti del riscaldamento globale del pianeta, è causato dall’accumulo nell’atmosfera di gas come appunto l’anidride carbonica, prodotti delle attività umane, che, per le loro proprietà chimiche, trattengono la porzione termica dei raggi solari (come gli infrarossi), aumentando la temperatura del nostro pianeta.

Chimicamente il grafene è un singolo strato di grafite, una delle forme nelle quali si trova il carbonio in natura, e rappresenta il primo vero cristallo atomico bidimensionale: è costituito infatti da un singolo strato di atomi di carbonio legati chimicamente in un reticolo esagonale. La struttura manifesta peculiari proprietà elettriche, meccaniche e termiche.

“Tra tutte erano le proprietà meccaniche di questo materiale ad affascinare in modo particolare il nostro gruppo di ricerca -ha dichiarato Bunch- È infatti il materiale più sottile e più forte del mondo, oltre ad essere impermeabile a tutti i gas standard.

Per dimostrare quest’ultima importante caratteristica, il team di ricerca ha inserito sui fogli di grafene pori nanometrici (cioè di diametro un miliardesimo di volte più piccoli del metro) mediante luce ultravioletta, e misurato la permeabilità dei vari gas attraverso le membrane di grafene porose così costituite. Gli esperimenti sono stati effettuati con una serie di composti come idrogeno, anidride carbonica, argon, azoto, metano e esafluoruro di zolfo, che hanno dimensioni molecolari che variano nel range 0,29-0,49 nanometri. Questo ha confermato anche il potenziale di separazione basato sulla dimensione molecolare.

Tuttavia altre sfide tecniche dovranno essere superate prima che la tecnologia possa essere pienamente realizzata, come la creazione di fogli grandi abbastanza per effettuare separazioni su scala industriale (queste prove sono stata condotte su una scala relativamente piccola, comunque di laboratorio), e lo sviluppo di un processo per produrre nanopori delle dimensioni richieste.

Ma la speranza è che, in futuro, membrane così costituite possano realmente impedire ai gas serra di riversarsi nell’atmosfera, limitando i danni delle attività umane sul clima.

Il lavoro è stato pubblicato su Nature Nanotechnology.

Roberta De Carolis

Pin It

Cerca