Scienziati dell’Università Ca’ Foscari Venezia hanno dimostrato per la prima volta la possibilità di innescare reazioni chimiche illuminando nanoparticelle di carbonio o “carbon dots” di origine naturale, aprendo la strada a nuove scoperte e applicazioni nel campo della chimica verde. Il risultato è stato pubblicato dalla rivista scientifica Green Chemistry, edita dalla Royal Society of Chemistry.
Protagonisti sono i “carbon dots”, nanoparticelle di carbonio, note per proprietà come la luminescenza e per questo studiate in medicina nella diagnostica per immagini e come vettori per farmaci. Il gruppo cafoscarino è riuscito a sfruttarela luminescenza per attivare reazioni di chimica organica partendo da particelle ottenute da acido citrico, un composto naturalmente abbondante negli agrumi, che si candida quindi a sostituire metalli rari, tossici, costosi ed inquinanti oggi utilizzati dall’industria.
«Una molecola è fotoluminescente quando, eccitata con una determinata radiazione elettromagnetica, emette poi a una lunghezza d’onda diversa, per esempio nel campo dell’UV o del visibile con colori che vanno dal blu, al giallo fino al rosso – spiega Alvise Perosa, professore di Chimica organica al Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi – ci siamo chiesti se fosse possibile, illuminando i “carbon dots” alla giusta frequenza, sfruttare l’energia emessa per innescare reazioni, cioè usare quelle particelle come fotocatalizzatori. Abbiamo dimostrato che questo è possibile ed è una buona notizia per la transizione alla chimica verde».
«Per la prima volta la corrente generata illuminando i “carbon dots” è stata usata per una reazione organica – aggiunge Emanuele Amadio, coautore dello studio come assegnista di ricerca di Ca’ Foscari – ci siamo riusciti dopo due anni di lavoro dalla prima intuizione».
Rendere sempre più “verde” questo processo significa ora procurarsi la materia prima (come acido citrico e glucosio) direttamente dagli scarti alimentari e non dall’energivora sintesi industriale. «La ricerca continua con l’obiettivo di promuovere l’economia circolare – spiega Perosa – che significa produrre “carbon dots” da materie prime naturali e rinnovabili, meglio se di scarto».
Il Green Organic Synthesis Team di Ca’ Foscari guidato da Maurizio Selva e Alvise Perosa sta attualmente sperimentando la possibilità di estrarre “carbon dots” dalle squame del pesce o dai carapaci dei crostacei, tra i principali rifiuti dell’industria ittica. Su questo progetto, avviato lo scorso anno dal professor Selva in collaborazione con il collega Thomas Maschmeyer dell’Università di Sydney, è impegnata Carlotta Campalani, dottoranda in Chimica, che spiega: «data la composizione chimica delle squame di pesce, ricche di azoto, puntiamo a ricavare “carbon dots” altamente luminescenti».
I “carbon dots” sono nanoparticelle di carbonio note per la proprietà della luminescenza, non tossiche e biocompatibili, stabili e solubili in acqua, economiche da produrre e la loro sintesi richiede solo materia prima ed acqua, quindi non prevede l’utilizzo di solventi dannosi per l’uomo e per l’ambiente.
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