Mettere a punto un materiale che combini insieme caratteristiche peculiari. Così da creare un cristallo che abbia la reattività di un metallo, che sia sensibile all’illuminazione e che presenti delle cavità. Insomma una specie di spugna di cristallo dove far avvenire della reazioni senza bisogno di solvente, in maniera quindi pulita e rispettosa dell’ambiente. E’ l’obiettivo, centrato, di tre ricercatori del dipartimento di Chimica dell’Università di Parma: Alessia Bacchi, Mauro Carcelli ed Elsa Borsetti.”Il controllo dell’organizzazione molecolare allo stato solido”, ha spiegato Bacchi presentando i risultati preliminari dello studio al workshop promosso dalla Scuola Internazionale di Cristallografia del Centro di cultura scientifica “Ettore Majorana” di Erice, “presenta importanti applicazioni nella progettazione di setacci molecolari (materiali sintetici, tipo zeoliti), di sistemi per l’assorbimento selettivo di gas, nonché nel campo della catalisi eterogenea. Di recente l’interesse si è esteso alla progettazione di una nuova generazione di materiali con struttura cristallina a elevata porosità costruiti attraverso l’assemblaggio di componenti organici e inorganici. Il nostro lavoro di design di strutture cristalline ha l’obiettivo di progettare sistemi allo stato solido con proprietà definite a priori, applicando le nozioni sulle interazioni più efficaci, sulla forma, topologia e proprietà elettroniche delle molecole”. In concreto i tre ricercatori italiani sono partiti da una serie di composti organici che allo stato solido mostrano reattività agli stimoli luminosi (composti fotosensibili); alcuni di questi sono comuni coloranti organici. Lo scopo dei ricercatori è stato quello di incorporare in un’unica struttura cristallina molecole con potenziale fotosensibilità assieme a centri metallici, situati in prossimità di cavità appositamente progettate sempre all’interno dello stesso cristallo. “Scegliendo opportunamente la matrice organica, il tipo di centro metallico e la geometria dell’assemblaggio”, ha chiarito Bacchi, “vogliamo ottenere un materiale cristallino che combini assieme le proprietà di reattività del centro metallico, la sensibilità all’irraggiamento e la capacità di includere molecole ospiti nelle cavità. In questo modo si potrebbe ottenere un materiale in cui far avvenire reazioni selettivamente nelle cavità, controllate anche mediante irraggiamento luminoso”. Questo sistema consente, dunque, di far avvenire selettivamente reazioni chimiche confinate all’interno di cavità cristalline: le reazioni vengono indotte da irraggiamento luminoso, mentre i centri metallici svolgono un ruolo di catalizzatori. “L’applicazione”, ha spiegato la ricercatrice, “risiede nel fatto che un accurato “design” del materiale cristallino può permettere di far avvenire reazioni all’interno delle cavità in modo mirato e selettivo, e avere quindi il rilascio del prodotto”. Una cavità porosa che si comporta quasi come una comune spugna. “In questo modo”, aggiunge, “non ci sarebbe bisogno di avere un solvente come mezzo in cui fare avvenire la reazione, e si supererebbe il problema dell’impatto ambientale di solventi nocivi, della separazione del prodotto dal solvente, e del recupero e riutilizzo dello stesso”.
