Aerogel di carbonio nanoporosi ed ultraleggeri da proteine dell’uovo.

Aerogel di carbonio nanoporosi ed ultraleggeri da proteine dell’uovo.

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Un recente studio da parte di ricercatori dell’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (CNR-ICCOM) ed Istituto di Nanoscienze (CNR-NANO), in collaborazione con colleghi della Princeton University, Aramco Research Center-Houston,  Scuola Normale Superiore, Università di Trento e Queen Mary University of London, pubblicato sulla rivista Materials Today, ha dimostrato la possibilità di trasformare specifiche proteine (albumine) dell’uovo in un aerogel di carbonio nanoporoso ultraleggero, che può essere utilizzato per la produzione di materiali  efficienti nella purificazione dell’acqua.

In dettaglio,tramite pirolisi a 900 °C è stato possibile produrre fogli di carbonio grafitico bidimensionale legati con continuità a nanofibre di carbonio. Nelle condizioni applicate, le strutture elicoidali  ed a foglietto si trasformano nei componenti grafenici e fibrosi dell’aerogel. La struttura del materiale ottenuto presenta diversi livelli di porosità organizzati gerarchicamente, con una area superficiale elevata e densità molto bassa.

Il meccanismo molecolare di formazione e la trasformazione delle strutture proteiche nelle architetture finali è stato studiato tramite simulazioni di dinamica molecolare reattiva da Susanna Monti (CNR-ICCOM Pisa) e Valentina Tozzini (CNR-NANO Pisa). In combinazione con gli esperimenti, lo studio ha rivelato le fasi dei processi di trasformazione a livello atomico e mostrato come questi aerogel siano in grado di intrappolare efficacemente gli ioni grazie alla presenza di difetti derivanti dalla loro origine biologica.

Gli aerogel ottenuti sono in grado di “rimuovere oltre il 98% delle impurità ioniche e il 99,99% della contaminazione da nano/microplastica dall’acqua di mare”, spiegano i ricercatori.

Ozden, S.; Monti, S.; Tozzini, V.; Dutta, N. S.; Gili, S.; Caggiano, N.; Link, A. J.; Pugno, N. M.; Higgins, J.; Priestley, R. D.; Arnold, C. B. “Egg protein derived ultralightweight hybrid monolithic aerogel for water purification”. Materials Today 2022, in press. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2022.08.001

Per maggiori informazioni:

https://www.cnr.it/it/news/11426/dall-albume-d-uovo-ecco-gli-aerogel-ultraleggeri