I vantaggi dei MOF nella cattura di sostanze tossiche e nel controllo delle emissioni di biossido di carbonio sono indiscutibili. Grazie alla struttura porosa e controllabile, alla selettività e all’ottima capacità di adsorbimento, questi materiali si sono dimostrati estremamente utili in varie applicazioni.
Le proprietà fisico-chimiche dei metal organic frameworks
Indice Articolo
Sintesi dei metal organic frameworks
La sintesi dei MOF è stata oggetto di numerosi studi nel corso degli anni per sviluppare metodi semplici, a basso consumo energetico e con costo ridotto delle materie prime. Dalla proposta del professor Yaghi nel 1995 di utilizzare una soluzione mista di sali inorganici e composti organici, ai moderni metodi che sfruttano reattori a flusso continuo per ottimizzare la dimensione dei cristalli, le condizioni di reazione e le proprietà fisico-chimiche. Applicazioni dei MOFs
Le applicazioni dei MOFs sono estremamente diverse e ricoprono settori come lo stoccaggio, la separazione e l’adsorbimento di gas, la purificazione di liquidi, lo stoccaggio di energia elettrochimica, la catalisi e il rilevamento. Uno degli utilizzi più significativi è la rimozione di metalli pesanti dall’acqua, ad esempio con la struttura Fe(BTC)/PDA in grado di estrarre selettivamente piombo e mercurio dall’acqua in modo rapido ed efficiente. Applicazioni specifiche
– Rimozione di metalli pesanti dall’acqua
: La struttura Fe(BTC) trattata con dopamina che polimerizza in polidopamina (PDA) all’interno dei MOF, permette una rapida rimozione di metalli pesanti come piombo e mercurio dall’acqua.–
Cattura di scorie nucleari
: I MOF hanno anche trovato applicazione nella cattura di scorie nucleari, offrendo soluzioni efficaci per la gestione dei rifiuti radioattivi.In conclusione, i metal organic frameworks si pongono come materiali innovativi dalle incredibili potenzialità e versatile utilizzo in vari settori, dalla depurazione delle acque all’energia sostenibile.Scopriamo come i MOFs (Metal Organic Frameworks) possono essere utilizzati in diverse applicazioni, dalla cattura di gas al supporto per i vaccini.
Utilizzo dei MOFs nella Cattura del Carbonio
Un particolare MOF è in grado di catturare e rilasciare anidride carbonica in modo simile all’enzima RuBisCO delle piante. Questa scoperta potrebbe portare alla progettazione di materiali che riducono significativamente il costo energetico della cattura del carbonio. Tali materiali potrebbero essere impiegati per la cattura del carbonio da centrali elettriche a combustibili fossili e dall’atmosfera, contribuendo così a mitigare l’effetto serra.
Applicazioni dei MOFs nei Sensori di Gas
I sensori tradizionali per rilevare tracce di gas specifici nell’aria sono spesso ingombranti, costosi e ad alta intensità energetica. Tuttavia, grazie ai MOFs, è possibile realizzare materiali che assorbono selettivamente determinati gas in cavità appositamente progettate all’interno della loro struttura. Ad esempio, un sottile film di MOF rivestito su un elettrodo può funzionare come sensore elettronico per rilevare tracce di gas di anidride solforosa.
Impiego dei MOFs nei Vaccini
I MOFs possono essere utilizzati per stabilizzare i vaccini, consentendo la distribuzione senza la necessità di una catena del freddo. Questa caratteristica è essenziale soprattutto per i vaccini vivi attenuati, che sono sensibili allo stress termico a causa della loro complessa composizione. La struttura porosa dei MOFs funziona come una barriera semipermeabile per il trasporto di materia biologica come proteine o antigeni nei vaccini. Questo approccio innovativo potrebbe semplificare il trasporto e la somministrazione dei vaccini nelle aree remote, aiutando a raggiungere anche le comunità più isolate.
