Nanotecnologie contro l'inquinamento industriale
Il progetto europeo ‘Doublenanomem', coordinato dall'Itm-Cnr, integra tecnologie ‘nano' e scienza delle membrane per ridurre i consumi legati alla separazione e purificazione di gas. Un'opportunità per realizzare sistemi produttivi più efficienti e sostenibili
L'impennata dei prezzi del petrolio rende sempre più urgente la necessità di sviluppare tecnologie capaci di ridurre la spesa energetica oltre che l'impatto ambientale dei processi industriali. Un'innovazione in questo senso viene dalla scienza delle membrane, un settore di ricerca che offre opportunità per la progettazione e la razionalizzazione di sistemi produttivi sostenibili, in particolare per i processi di separazione e purificazione di gas, che oggi 'consumano' quasi la metà dell'energia impiegata dall'industria. Le operazioni a membrana sono in grado di competere con le tecnologie tradizionali, in virtù di un ridotto consumo energetico e di una maggiore flessibilità operativa conseguiti in impianti di dimensioni ridotte.
Unire a queste potenzialità le opportunità offerte dalle nanotecnologie - che oggi consentono di ottenere materiali dalle prestazioni più elevate rispetto a quelli sul mercato - è l'obiettivo del progetto europeo 'Doublenanomem' coordinato dall'Istituto per la tecnologia delle membrane (Itm) del Cnr di Rende (Cosenza), finalizzato a sviluppare membrane nanocomposite per la realizzazione di separazioni di interesse industriale, quali quella della CO2 da gas di scarico (flue gas), il trattamento del gas naturale e il recupero di bioetanolo da processi di fermentazione.
Il progetto, avviato nell'ambito del settimo programma quadro dell'Unione Europea e oggi giunto al termine, coinvolge partner accademici e industriali provenienti da Italia, Regno Unito, Belgio, Paesi Bassi, Repubblica Ceca e Federazione Russa, facilitando così lo scambio di competenze ed esperienze in un campo di grande potenzialità applicativa e consentendo la formazione qualificata di giovani ricercatori.
"La strategia adottata prevede la sintesi di materiali polimerici 'nanostrutturati' caratterizzati da un elevato volume libero, come pure di materiali 'nanocompositi' mediante un'opportuna combinazione di polimeri avanzati e nano particelle", spiega Paola Bernardo, post-doc dell'Itm-Cnr. "Tra i primi, di sicuro interesse i polimeri con microporosità intrinseca, che presentano eccezionali permeabilità a gas e vapori; mentre tra le nanoparticelle capaci di garantire prestazioni migliori rispetto a quelle tipiche dei materiali polimerici, vanno annoverati nanotubi in carbonio e strutture metallorganiche",
Aspetti distintivi del progetto riguardano in particolare il design di catene polimeriche rigide, la funzionalizzazione delle nanoparticelle, lo sviluppo di protocolli per ottenere film sottili e selettivi e lo studio dei fenomeni di trasporto in questi sistemi. "Le possibilità offerte dalla combinazione a livello microscopico di materiali diversi sono, in linea di principio, infinite", conclude Bernardo, "e la scienza dei materiali entra in campo proprio per indirizzare gli studi verso una migliore compatibilizzazione e fare luce sui meccanismi che regolano le proprietà macroscopiche dei materiali ibridi determinate su nano-scala da proprietà specifiche delle molecole e dalle loro interazioni. Obiettivo finale è la produzione su più ampia scala di moduli a membrana per l'applicazione in condizioni reali presso i partner industriali e i loro eventuali clienti".
Fonte: Paola Bernardo , Istituto per la tecnologia delle membrane, Arcavacata di Rende , tel. 0984/492005, email p.bernardo@itm.cnr.it