Una recente ricerca condotta da un team internazionale, che include importanti università come quelle di Padova e Hong Kong, ha portato alla creazione di una nanomolecola capace di identificare e trattenere inquinanti presenti nell’aria e nell’acqua. Pubblicato sulla rivista scientifica Nature, lo studio è stato guidato da Sir James Fraser Stoddart, premio Nobel per la chimica nel 2016, che è venuto a mancare lo scorso 30 dicembre. Questo sviluppo rappresenta un passo avanti significativo nel tentativo di affrontare la crescente problematica dell’inquinamento ambientale.
Comprendere la nanomolecola: struttura e funzione
La nanomolecola sviluppata dai ricercatori presenta dimensioni minuscole, nell’ordine dei nanometri, ovvero miliardesimi di metro, e imita la configurazione di alcune molecole presenti in natura. Questa tecnologia è stata ideata per emulare le capsule biologiche, strutture che si formano naturalmente quando delle unità proteiche si assemblano in modo da generare strutture molto definite e simmetriche, note come poliedri supramolecolari. Questa imitazione della natura permette al nuovo materiale di assumere caratteristiche che favoriscono l’incapsulamento e il rilascio controllato di sostanze.
Dopo anni di studi e tentativi, i ricercatori sono riusciti a elaborare poliedri supramolecolari artificiali che riproducono non solo l’estetica ma anche le funzionalità delle controparti biologiche. Questi poliedri artificiali sono in grado di intrappolare sostanze inquinanti e rilasciarle in condizioni specifiche, aprendo così a una serie di possibilità applicative nel campo della purificazione ambientale.
La geometria dell’innovazione: il cubo simo
Un aspetto distintivo di questa nuova nanomolecola è la sua struttura geometrica, che riproduce il “cubo simo” , uno dei quindici poliedri archimedei, caratterizzato da 60 spigoli, 24 vertici e 38 facce. Questa particolare geometria conferisce al materiale una chirale, implicando che si può presentare in due forme simmetriche ma non sovrapponibili. La chiralità gioca un ruolo fondamentale nell’auto-assemblaggio delle molecole, un processo che permette alla nanomolecola di riconoscere e interagire con altre sostanze chimiche in modo mirato.
Applicazioni e potenzialità della nanomolecola
Il team di ricerca ha identificato due caratteristiche principali dei nuovi materiali: le proprietà dinamiche e la capacità di incapsulare sostanze. Questi aspetti sono fondamentali per rendere i materiali altamente performanti nell’ambito della purificazione. L’abilità di utilizzare la luce come stimolo per attivare il rilascio controllato degli inquinanti rende questa nanomolecola un’opzione promettente per affrontare problemi ambientali come l’inquinamento dell’aria e dell’acqua.
Luca Djordjevic, coautore della ricerca e docente del dipartimento di Scienze Chimiche di Padova, ha evidenziato l’importanza delle molecole chirali nel processo di creazione di queste capsule sintetiche. Queste molecole hanno mostrato la capacità di auto-assemblarsi in strutture di dimensioni estremamente ridotte, anche solo un paio di nanometri, sufficienti per intrappolare sostanze inquinanti come benzene e cicloesano. La scoperta propone non solo un nuovo metodo per purificare l’ambiente, ma offre anche una chiave per comprendere come le strutture naturali possano fornire spunti per innovazioni chimiche e materiali efficaci nella lotta contro l’inquinamento.
Ultimo aggiornamento il 10 Gennaio 2025 da Sara Gatti