«Uno studio che apre la strada a nuove applicazioni di economia circolare. Ora test sulle nanoparticelle ricavate da scarti ittici»
Studio italiano: molecole fluorescenti attivano reazioni chimiche “green”
Team dell’università Ca’ Foscari dimostra la potenzialità dei Carbon Dots degli agrumi
[15 Aprile 2020]
Lo studio “Carbon dots as photocatalysts for organic synthesis: metal-free methylene–oxygen-bond photocleavage”, pubblicato su Green Chemistry dalla Royal Society of Chemistry da un team di ricercatori del Dipartimento di scienze molecolari e nanosistemi dell’università Ca’ Foscari Venezia (Simone Cailotto, Matteo Negrato, Salvatore Daniele, Maurizio Selva, Emanuele Amadio e Alvise Perosa) e del Departamento de Química Organica dell’ Universidad de Córdoba (Rafael Luque) ha dimostrato per la prima volta «la possibilità di innescare reazioni chimiche illuminando nanoparticelle di carbonio di origine naturale, aprendo la strada a nuove scoperte e applicazioni nel campo della chimica verde».
A Ca’ Foscari spiegano che «I carbon dots sono nanoparticelle di carbonio note per la proprietà della luminescenza, non tossiche e biocompatibili, stabili e solubili in acqua, economiche da produrre e la loro sintesi richiede solo materia prima ed acqua, quindi non prevede l’utilizzo di solventi dannosi per l’uomo e per l’ambiente». Il team cafoscarino è riuscito a «sfruttare la luminescenza per attivare reazioni di chimica organica partendo da particelle ottenute da acido citrico, un composto naturalmente abbondante negli agrumi, che si candida quindi a sostituire metalli rari, tossici, costosi ed inquinanti oggi utilizzati dall’industria».
Perosa sottolinea che «Una molecola è fotoluminescente quando, eccitata con una determinata radiazione elettromagnetica, emette poi a una lunghezza d’onda diversa, per esempio nel campo dell’UV o del visibile con colori che vanno dal blu, al giallo fino al rosso. Ci siamo chiesti se fosse possibile, illuminando i carbon dots alla giusta frequenza, sfruttare l’energia emessa per innescare reazioni, cioè usare quelle particelle come fotocatalizzatori. Abbiamo dimostrato che questo è possibile ed è una buona notizia per la transizione alla chimica verde».
Amadio aggiunge: «Per la prima volta la corrente generata illuminando i carbon dots è stata usata per una reazione organica, ci siamo riusciti dopo due anni di lavoro dalla prima intuizione».
Per rendere sempre più green questo processo ora bisogna procurarsi la materia prima (come acido citrico e glucosio) direttamente dagli scarti alimentari e non dall’energivora sintesi industriale e Perosa evidenzia: «La ricerca continua con l’obiettivo di promuovere l’economia circolare che significa produrre carbon dots da materie prime naturali e rinnovabili, meglio se di scarto».
Il Green Organic Synthesis Team di Ca’ Foscari guidato da Maurizio Selva e Alvise Perosa sta attualmente sperimentando la possibilità di estrarre carbon dots dalle squame del pesce o dai carapaci dei crostacei, tra i principali rifiuti dell’industria ittica. Su questo progetto, avviato lo scorso anno dal professor Selva in collaborazione con il collega Thomas Maschmeyer dell’Università di Sydney, è impegnata Carlotta Campalani, dottoranda in Chimica, che spiega a sua volta: «Data la composizione chimica delle squame di pesce, ricche di azoto, puntiamo a ricavare carbon dots altamente luminescenti».