Cariche nere: una nuova molecola ne migliora le prestazioni

Legame tra la nuova molecola brevettata dal Politecnico di Milano (in alto) e un nanotubo di carbonio
Legame tra la nuova molecola brevettata dal Politecnico di Milano (in alto) e un nanotubo di carbonio

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano ha brevettato una nuova molecola capace di legarsi stabilmente a nerofumo, grafite, nanotubi di carbonio o grafene, rendendoli disperdibili sia in ambienti polari come l’acqua, sia in solventi a basso impatto ambientale e in polimeri di diversa natura, senza comprometterne la tradizionale compatibilità con le matrici apolari.

«Il segreto è la sua natura bifronte» spiega il prof. Maurizio Galimberti, parte del gruppo che ha curato la ricerca «che consente alla molecola di essere solubile in acqua, ma anche di interagire stabilmente con sostanze a base di solo carbonio». Ma non è tutto. Nella molecola sono presenti gruppi funzionali in grado di dar vita a diverse reazioni di polimerizzazione. «Non si tratta quindi di una sola molecola, ma di una famiglia di molecole» continua Galimberti. «Questo significa che è possibile ottenere, per esempio, poliuretani, ideali come leganti delle cariche nere in materiali compositi dalle proprietà avanzate, oma anche migliorare le proprietà meccaniche, la conducibilità elettrica, la resistenza termica e alla fiamma di compositi polimerici termoplastici ed elastomerici, grazie alla migliore dispersione e all’intima interazione delle cariche nere con la matrice».

L'immagine al microscopio TEM ad altissima risoluzione illustra il legame tra nanotubo e polimero
Immagine al microscopio TEM ad altissima risoluzione che illustra il nanotubo stretto al polimero

La preparazione della molecola avviene in totale rispetto della green chemistry. Non richiede solventi o catalizzatori, l’acqua è l’unico co-prodotto e non presenta reazioni collaterali: la resa della reazione, infatti, è molto alta – almeno il 95% – e assicura un’efficienza atomica superiore all’80%. E poi è di origine naturale: «La base di partenza è il serinolo, un derivato della glicerina, disponibile anche in natura, ma nonostante questo non impatta sulla catena alimentare» conclude Galimberti.

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