I ricercatori dell’UC Berkeley (Università della California di Berkeley) hanno trovato un modo per produrre quantità illimitate di catenani in un unico passaggio chimico.
I catenani sono materiali composti da molecole intrecciate, simili alla cotta di maglia medievale, scoperti circa 25 anni fa, ma molto difficili da realizzare.
In tempi più recenti, gli scienziati dell’UC Berkeley (University of California, Berkeley) hanno trovato un modo per realizzare un catenano infinito, un materiale che può essere sintetizzato in un unico passaggio chimico e prodotto con un numero illimitato di unità collegate in tre dimensioni.
Poiché le singole unità si incastrano meccanicamente e non sono collegate da legami chimici, le strutture possono essere flesse senza rompersi.
Questi materiali potrebbero essere utili nei settori in cui è necessario coniugare flessibilità e resilienza: armature, aeroplani e abbigliamento.
Il nuovo processo produttivo si basa sulla chimica reticolare, descritta dagli scienziati come “cucire blocchi molecolari in strutture cristalline ed estese mediante forti legami“.
Attraverso questa tecnica, i chimici hanno realizzato materiali porosi economici – strutture metallo-organiche (MOF) e strutture organiche covalenti (COF) – che si stanno rivelando utili per catturare, immagazzinare o separare gas come anidride carbonica, idrogeno e vapore acqueo.
Per creare i catenani, gli scienziati hanno sintetizzato una molecola con un incrocio tra due metà identiche, legate covalentemente da un atomo di rame.
La struttura, chiamata catena-COF, ricorda due boomerang collegati con un atomo di rame nel punto in cui si incrociano.
Quando vengono mescolate, queste molecole si uniscono per formare una rete porosa 3D di blocchi di costruzione interconnessi.
I mattoni, un tipo di molecola poliedrica chiamata adamantano, bloccano essenzialmente i loro sei bracci per formare una struttura estesa.
«Penso che sia un primo passo verso la realizzazione di materiali che possono flettersi e potenzialmente irrigidirsi in risposta a stimoli, come un particolare movimento. Quindi, in certi orientamenti, possono essere molto flessibili e in altri orientamenti possono diventare rigidi, proprio per il modo in cui è costruita la struttura» spiega il ricercatore Omar Yaghi.
