Trasformare strade ed edifici in giganteschi filtri in grado di catturare l'inquinamento atmosferico. L'innovazione viene dal progetto “Graphene Flagship” e vede la collaborazione di Università di Bologna, Politecnico di Milano, Consiglio Nazionale delle Ricerche, NEST, Italcementi HeidelbergCement Group, Istituto israeliano di tecnologia, Università di Tecnologia di Eindhoven e Università di Cambridge.
Grafene accoppiato al biossido di titanio
Il team di ricercatori, che lavora sui rivestimenti fotocatalitici, ha sviluppato una nuova composizione di grafene-biossido di titanio con proprietà di fotodegradazione molto più potenti di quelle del solo biossido di titanio.
“Abbiamo deciso di accoppiare il grafene con il fotocatalizzatore più usato, biossido di titanio, per incrementare l’azione fotocatalitica”- commenta Marco Goisis, coordinatore della ricerca di Italcementi - La fotocatalisi è uno dei modi più potenti per disinquinare l’ambiente, perché il processo non consuma i fotocatalizzatori. È una reazione attivata dalla luce solare."
Il nuovo materiale è stato realizzato eseguendo l’esfoliazione da fase liquida della grafite – un processo che crea grafene – in presenza di nanoparticelle di biossido di titanio, utilizzando solo acqua e pressione atmosferica. Il nanocomposito di grafene-titania ottenuto può essere usato come rivestimento sulla superficie dei materiali per rimuovere passivamente gli inquinanti dall’aria. Se il rivestimento è applicato al calcestruzzo delle strade o sulle pareti degli edifici, le particelle inquinanti possono essere lavate via dalla pioggia o dal vento o pulite manualmente.
«La fotocatalisi in una matrice cementizia, applicata agli edifici, potrebbe avere un grande effetto per ridurre l’inquinamento atmosferico riducendo i NOx e consentendo l’autopulizia delle superfici, il cosiddetto effetto mangia smog – afferma Xinliang Feng di Graphene Flagship -. Il grafene potrebbe aiutare a migliorare il comportamento fotocatalitico di catalizzatori come il TiO2 e, allo stesso tempo, migliorare le proprietà meccaniche del cemento».
Le sfide future
L'innovazione è promettente ma restano delle sfide da affrontare prima che possa essere utilizzata su scala commerciale. Innanzitutto sono necessari metodi più economici per produrre il grafene in serie. Ci sarà poi da approfondire le interazioni tra il catalizzatore e il materiale ospite, nonché studiare la stabilità a lungo termine del fotocatalizzatore nell’ambiente esterno.
