Nanomateriali di carbonio dal CO2 I nanomateriali di carbonio sono divenuti elementi fondamentali per numerose tecnologie e componenti, tra cui l’elettronica e i compositi funzionali. Tecniche di sintesi semplici e a basso costo garantiranno all’UE un primato in un enorme mercato globale. Salute © Thinkstock I materiali come nanotubi e nanofibre di carbonio e il grafene sono generalmente prodotti da idrocarburi o grafite a temperature molto elevate. Un innovativo progetto di ricerca UNCOS (“Unique nanocarbons from critically opalescent solutions”), finanziato dall’UE, sta sviluppando un metodo di sintesi che utilizza il biossido di carbonio (CO2) a temperatura ambiente. Il metodo si fonda sulla formazione di nanoparticelle di carbonio mediante dissociazione di CO2 a opalescenza critica. Gli scienziati stanno anche indagando sulla produzione di grafene mediante processazione in CO2 supercritico di un monolite carbonizzato ottenuto da un copolimero. Durante il primo periodo del progetto, l’attività si è incentrata sulla caratterizzazione della stabilità di CO2 a opalescenza critica nel corso del tempo. Il team ha dimostrato un’opalescenza mantenuta per oltre 24 ore in un reattore di 10 ml di volume caricato con CO2. Gli scienziati hanno anche dimostrato la capacità di drogare il sistema con potenziali catalizzatori e mescolare la materia prima, modificando temporaneamente le condizioni critiche, ma ristabilendo rapidamente l’opalescenza critica. I ricercatori hanno poi mirato a una dissociazione riproducibile di CO2 a opalescenza critica con parametri variabili, al fine di controllare la resa e le proprietà fisico-chimiche dei nanomateriali di carbonio prodotti. Hanno realizzato la dissociazione di C02 critico per produrre nanoparticelle di carbonio sferiche, senza l’impiego di catalizzatore. Il team si sta ora occupando di aumentare la riproducibilità per controllare la resa e la sintesi in aumento di scala. Inoltre, stanno studiando l’uso di CO2 supercritico per produrre strati di grafene. Una stretta collaborazione con soggetti interessati esterni, tra cui produttori di nanomateriali di carbonio ed esistenti fornitori di tecnologie, sta contribuendo a garantire che i test e la caratterizzazione sul prototipo vengano eseguiti con il pensiero rivolto ai risultati pratici. Il lavoro ha già portato a quattro pubblicazioni su giornali scientifici a valutazione paritaria. Il mercato dei nanomateriali di carbonio è enorme. Lo sviluppo di un metodo di sintesi a basso costo e relativamente semplice determinerà rilevanti vantaggi per l’industria e per l’economia dell’UE. Parole chiave Carbonio, nanomateriali, tecniche di sintesi, a opalescenza critica, C02 supercritico
