materiali nanoporosi
materiali nanoporosi
Materiali dotati di una porosità di dimensioni molecolari e nanometriche, in virtù della quale si comportano da setacci molecolari, adsorbenti selettivi, scambiatori di ioni e così via. Pertanto essi hanno svariate applicazioni nella catalisi e nelle tecnologie di separazione, sia su scala di laboratorio sia industriale. Alcuni di tali materiali sono presenti in natura – come le zeoliti – ma molti vengono ottenuti per via sintetica, come le zeoliti ZSM-5. Queste ultime sono caratterizzate da un’elevata area superficiale dell’ordine delle centinaia di m2 per grammo che si sviluppa all’interno del solido stesso in virtù della sua nanoporosità. Il loro impiego nella catalisi trae vantaggio dal fatto che uniscono alle proprietà catalitiche intrinseche dovute a siti acidi di tipo Broensted e Lewis, la capacità di agire selettivamente su determinate molecole grazie alla corrispondenza morfologica che si manifesta fra la struttura della molecola stessa e il sito attivo del materiale. Impiegando sistemi micellari con strutture diversificate che agiscono come sagomature o ‘templati’ (da template) è possibile sintetizzare solidi inorganici che ne replicano la struttura e presentano porosità regolare. Sono stati sintetizzati anche materiali ibridi costituiti da unità inorganiche connesse da leganti organici che agiscono da spaziatori permettendo così di ottenere materiali nanoporosi con proprietà nuove e insolite. La sintesi di nuovi templati organici in grado di indirizzare strutturalmente la cristallizzazione di gel e alluminosilicati apre la possibilità di ottenere nuovi reticoli porosi. Allo stesso modo, le proprietà di autoassemblaggio dei sistemi micellari individua la via per preparare materiali mesoporosi sempre più diversificati. La scoperta dei fullereni e dei nanotubi di carbonio ha fatto emergere la prospettiva di ottenere strutture carboniose ordinate con interessanti potenzialità applicative.