martedì, Febbraio 11, 2025

Capsule Nanoscopiche per catturare gli inquinanti

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UN TEAM INTERNAZIONALE DI RICERCATORI DELLE UNIVERSITÀ DI PADOVA E HONG KONG HA PUBBLICATO DI RECENTE UNO STUDIO SU NATURE DOVE RACCONTA UNA SCOPERTA RIVOLUZIONARIA: UN NUOVO MATERIALE DI DIMENSIONI NANOSCOPICHE PER PURIFICARE L’ARIA. QUESTA INNOVAZIONE SI BASA SU CAPSULE PROTEICHE ARTIFICIALI, CHE REPLICANO LE FUNZIONI BIOLOGICHE DI IMMAGAZZINAMENTO E TRASPORTO DELLE MOLECOLE, UTILIZZATE DA SECOLI NEI PROCESSI BIOLOGICI

Come e dove è iniziato tutto

Un team internazionale di ricercatori provenienti dalle Università di Padova e Hong Kong, con il supporto di istituzioni statunitensi come Duke, Northwestern, South Florida e il California Institute of Technology e di università cinesi come Tianjin, Anhui e Zhejiang, ha scoperto un nuovo materiale dalle caratteristiche simili alle capsule biologiche.

Lo studio, intitolato “Dynamic supramolecular snub cubes” e pubblicato sulla rivista scientifica Nature, è stato coordinato da Sir James Fraser Stoddart, premio Nobel per la chimica nel 2016, scomparso il 30 dicembre 2024.

Le capsule proteiche artificiali: cosa sono

Le capsule proteiche sono poliedri supramolecolari, cioè strutture costituite da subunità proteiche che si auto-assemblano attraverso legami deboli. Queste strutture sono fondamentali in biologia, dove immagazzinano sostanze vitali, come il materiale genetico dei virus e il ferro nelle ferritine. I ricercatori hanno ora sviluppato poliedri supramolecolari artificiali che imitano queste capsule biologiche, con la capacità di immagazzinare e rilasciare sostanze in modo controllato e intelligente.

Luka Dordevic

Un nuovo materiale “intelligente” per purificare aria e acqua

La scoperta del processo che consente di riconoscere le molecole e preparare capsule artificiali ha aperto la strada allo studio di due caratteristiche fondamentali di questi nuovi materiali, simili a quelli biologici: la dinamica e la capacità di incapsulare sostanze.

Queste proprietà sono essenziali per lo sviluppo di sistemi “intelligenti”, poiché permettono di catturare e rilasciare sostanze in modo controllato, utilizzando la luce come stimolo. Tra le potenziali applicazioni, vi sono la purificazione dell’aria e dell’acqua, grazie all’immagazzinamento di idrocarburi.

L’Importanza della chiralità e della geometria per catturare gli inquinanti

«Per la preparazione di questo nuovo materiale è stato fondamentale sfruttare delle molecole chirali», spiega Luka Ðorđević, autore della ricerca e docente all’Università di Padova. La chiralità è una proprietà che descrive oggetti che sono immagini speculari l’uno dell’altro ma non sovrapponibili, come le mani destra e sinistra.

Si tratta di una caratteristica, presente in natura in strutture come il DNA e le proteine, che è stata utilizzata per sviluppare capsule sintetiche dalle dimensioni di soli pochi nanometri. Queste capsule possono immagazzinare idrocarburi come il benzene e il cicloesano, inquinanti per aria e acqua.

La geometria di un materiale ne influenza le proprietà e quindi le sue possibili applicazioni: questo nuovo poliedro sintetico è interessante perché riproduce la geometria del “cubo simo” (snub cube), uno dei 15 poliedri archimedei con 60 spigoli, 24 vertici e 38 facce. Inoltre, anche il “cubo simo” è chirale e quindi si presenta in due forme speculari.

Numero verde ONA

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