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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 5 - 12 mag 2010
ISSN 2037-4801

L'altra ricerca   a cura di Rosanna Dassisti

Tecnologia

Un micro-materiale molto speciale

I ricercatori del dipartimento di Scienza dei materiali dell'università di Milano-Bicocca, guidati da Piero Sozzani, docente di Chimica industriale, hanno scoperto un materiale altamente poroso in grado di assorbire grandi quantità di sostanze e di rilasciarle a comando per mezzo di radiofrequenze. La ricerca, pubblicata su 'Angewandte Chemie' (Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1760 -1764, Fast Molecular Rotor Dynamics Modulated by Guest Inclusion in a Highly Organized Nanoporous Organosilica), apre nuovi scenari nelle applicazioni industriali dei materiali porosi e dei motori molecolari, sia in nanomedicina sia nella prevenzione di disastri ambientali.

"La struttura del materiale si presenta come un nido d'ape", spiega Piero Sozzani, "ma un milione di volte più piccolo rispetto a quello reale, formato da tantissimi canali le cui pareti sono composte da numerose unità molecolari che ruotano ad altissime velocità, superando i miliardi di giri al secondo". Le unità molecolari che si muovono come velocissimi rotori sono in grado di convertire l'energia chimica in forza meccanica e movimento, proprietà che per la prima volta sono state individuate in materiali solidi porosi invece che liquidi. La velocità può essere regolata e questo permette il rilascio controllato della sostanza precedentemente assorbita.

Per realizzare il materiale i ricercatori hanno utilizzato silicio, carbonio e ossigeno con il risultato di una struttura che presenta la natura chimica del vetro e di un materiale organico, organizzata in modo ibrido. Secondo gli studiosi, potrebbe trovare molteplici applicazioni: in ambito medico per il rilascio controllato di farmaci solo quando particelle nanometriche del materiale hanno raggiunto l'organo o il tessuto da trattare. Lo stimolo per la cessione del farmaco può arrivare dall'esterno, per esempio attraverso le radiofrequenze.

In ambito ambientale ed energetico questo materiale potrebbe intrappolare il metano o l'idrogeno prodotti da fonti rinnovabili, come una spugna, o potrebbe essere sfruttato per intrappolare al suo interno grandi quantità di gas a pressioni ridotte, eliminando la pericolosità di bombole e contenitori utilizzati abitualmente per il trasporto e lo stoccaggio.