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Cromo esavalente? No, grazie
Cnr e UniPd introducono le nuove ossidazioni pulite
Ricordate il film
Erin Brockovich
interpretato da Julia Roberts? Un'industria
americana aveva contaminato col il "cromo esavalente" la falda acquifera di una
zona della California provocando tumori e inquinamento. Ed ' proprio il cromo esavalante, la forma chimica più
tossica e pericolosa del metallo cromo, che potrà essere sostituito nei processi
di ossidazione in cui è largamente utilizzato dall'industria della chimica fine
e farmaceutica.
E non è tutto; perché anche le grandi quantità di solventi organici (i famigerati VOCs, volatile organic compounds) in cui queste reazioni vengono condotte, possono essere sostituiti dall'innocua e sicura anidride carbonica (sì, proprio il gas prodotto dalla combustione di carbone e idrocarburi identificato come agente dell'effetto serra).
E la tecnologia, brevettata dal Cnr, è in fase di trasferimento alle imprese in collaborazione con l'Associazione milanese Assotec.
Il nuovo processo ossidativo introdotto dai chimici Mario Pagliaro e Rosaria Ciriminna della sede di Palermo dell'Ismn del Cnr e Sandro Campestrini dell'Università di Padova, utilizza infatti dei catalizzatori a base di rutenio in anidride carbonica allo stato supercritico: ovvero anidride carbonica semplicemente compressa ad una pressione superiore a 74 bar e ad una temperature superiore a 31 gradi centigradi, quando il biossido di carbonio diventa denso come un liquido ma resta fluido come un gas, trasformandosi in un solvente chimico con straordinarie qualità.
I catalizzatori sono sostanze che partecipano ad una reazione chimica -- favorendola -- e che non vengono consumati nel corso della stessa reazione. Quelli messi a punto dai chimici italiani sono del tipo sol-gel: ovvero dei materiali costituiti da nanocompositi di silice fluorurata, ideali per essere utilizzati proprio nell'anidride carbonica supercritica, e dalle straordinarie proprietà, fra cui quella -- unica, scrivono gli autori nel prossimo numero della rivista Advanced Functional Materials -- di aumentare la propria attività nel tempo; invece di vederla diminuire come avviene con i materiali tradizionali.
In questo modo, facendo reagire l'ossigeno e una varietà di alcooli diversi in presenza dei materiali in questione, si ottengono una serie di prodotti di vasto uso commerciale come le fragranze, gli aromi, gli ormoni e una moltitudine di precursori di medicine e altri prodotti di interesse industriale.
I ricercatori intendono trasferire ad un'impresa italiana (o in alternativa ad un'azienda estera) la tecnologia che è praticamente già pronta per l'uso.
"I vantaggi dell'uso dei catalizzatori sol-gel e della CO2 -- dice Mario Pagliaro -- sono radicali. A differenza dei processi tradizionali in solvente che utilizzano il cromo, le sintesi catalitiche vengono condotte in reattori molto piccoli facendo fluire i reagenti sul catalizzatore solido e separando facilmente il prodotto (di interesse commerciale) dal fluido supercritico semplicemente riducendo la pressione nel flusso effluente dal reattore, mentre il catalizzatore continua ad essere utilizzato molto a lungo.
".La CO2 -- continua Pagliaro -- si ritrasforma in gas e viene riciclata integralmente; mentre è proprio l'andiride carbonica supercritica a migliorare selettività e attività e la reazione in fluido supercritico usa un decimo (1/10) del catalizzatore usato nei processi convenzionali".
I catalizzatori sol-gel, d'altra parte, offrono vantaggi tecnologici e chimici unici rispetto ai catalizzatori solidi tradizionali -- scrivono gli autori nel numero corrente (dicembre 04) di Current Organic Chemistry -- e da poco tempo sono commercializzati sul mercato globale.
Novità e vantaggi di entrambe le tecnologie -- catalisi via materiali sol-gel e in anidride carbonica allo stato supercritico -- rendono le scoperte del Cnr e dell'Università di Padova particolamente attraenti per molte aziende internazionali della chimica fine.
Palermo, 15 dicembre 2004