Struttura molecolare di uno dei polimeri utilizzati nello studio. si basa sulle membrane, film sottili in grado di rimuovere, per esempio, la CO2 dai fumi di combustione emessi dalle centrali elettriche
La ricerca lavora a tecnologie che possano ridurre la produzione ed emissione in atmosfera dei gas serra, considerati una delle minacce più serie per l’ambiente. Una di queste nuove tecnologie si basa sulle membrane, film sottili in grado di rimuovere, per esempio, la CO2 dai fumi di combustione emessi dalle centrali elettriche.
Un gruppo di ricercatori dell’Istituto per la tecnologia delle membrane del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Itm), con colleghi britannici dell’Università di Cardiff e dell’Università di Manchester, ha sviluppato membrane basate su materiali polimerici innovativi. Le membrane, come descritto sulle riviste «Advanced Materials» e «Angewandte Chemie-International Edition», possono essere impiegate per applicazioni nel campo della separazione di gas e vapori, traendo vantaggio dall’elevata permeabilità combinata con buoni fattori di separazione.
«I materiali sviluppati presentano una cosiddetta microporosità intrinseca, cioè miliardi di cavità microscopiche che permettono il passaggio di piccole molecole di gas in maniera selettiva, con strutture molecolari particolarmente rigide che garantiscono un elevato volume libero a disposizione per la permeazione di gas», commenta John Jansen, dell’Itm-Cnr e coordinatore dello studio. «Abbiamo sfruttato questa “marcia in più” per ottenere membrane con prestazioni superiori alle attuali per separazioni di grande rilevanza industriale o ambientale, come la produzione economica dell’azoto dall’aria o la rimozione della CO2 da gas di scarico».
Il lavoro è stato svolto nel corso del progetto DoubleNanoMem, «Nanocomposite and Nanostructured Polymeric Membranes for Gas and Vapour Separations», finanziato dall’Unione europea nell’ambito del VII programma quadro. I primi polimeri con microporosità intrinseca sono stati sviluppati circa un decennio fa da Peter Budd dell’Università di Manchester e da Neil McKeown dell’Università di Cardiff, anch’essi coautori della ricerca.
«Tali materiali sono particolarmente interessanti perché combinano le proprietà dei polimerici classici e dei materiali ceramici, che consentono un setacciamento molecolare grazie a dimensioni dei pori ben definite e prossime a quelle di molecole di interesse per l’industria», aggiunge Paola Bernardo, dell’Itm-Cnr e coautrice dello studio assieme a Fabio Bazzarelli e Gabriele Clarizia.
La ricerca su membrane con microporosità intrinseca rientra tra gli obiettivi di un recente progetto Pon per la regione Calabria, in cui anche il gruppo di Jansen è coinvolto.
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Nella foto in alto la formula della struttura molecolare di uno dei polimeri utilizzati nello studio. Nelle foto del titolo e del testo (in basso), un modulo a membrana utilizzato nella separazione di gas.
