Nello specifico, l’interruttore molecolare progettato, è installato sul materiale di interesse e permette a quest’ultimo di caricarsi di CO2 a seguito dell’ordine ricevuto; di rilasciarla dopo un secondo comando. Il processo di rilascio di anidride carbonica è importante, altrimenti i materiali assorbenti si saturerebbero e non lavorerebbero ulteriormente.
Pertanto, come i polmoni durante la pressione esercitata dalla gabbia toracica, l’interruttore molecolare consente al materiale di espirare ed inspirare: il comando esterno è determinato da stimoli luminosi ultravioletti e visibile.
Il materiale prescelto, è solido e dotato di elevata porosità per essere rigonfiabile come una spugna, resistente ai diversi cicli di respirazione. Sono stati privilegiati legami chimici più stabili alle variazioni di temperatura e umidità, definiti in chimica legami covalenti. Inoltre, questo tipo di struttura consente di proteggere gli interruttori molecolari installati nel materiale.
In seguito al processo di respirazione, la trasformazione del materiale è reversibile al 100% ed è possibile misurare la quantità di anidride carbonica assorbita, grazie ad uno specifico apparato. Infine, la Risonanza Magnetica Nucleare, normalmente utilizzata in medicina, ha permesso di seguire il processo all’interno del solido e dimostrare la quantitativa trasformazione dell’interruttore.
«Il progetto - spiega la professoressa Comotti - supporta una sfida attualmente molto attiva nel settore della scienza dei materiali e delle nanotecnologie, quella di produrre solidi con proprietà attive o modulabili a comando, in modo che ad uno stimolo segua un comportamento utile. In letteratura esistono diverse machine e interruttori molecolari artificiali in soluzione che sono capaci di compiere determinate funzioni ma precludono qualsiasi forma di azione collettiva ed ottenimento di un lavoro macroscopico. Al contrario, macchine ed interruttori molecolari allo stato solido sono in grado trasformare cambiamenti nanoscopici, stimolati dalla luce o dal calore, in lavoro di utilità pratica. La funzione ottenuta attraverso il nostro progetto di ricerca è di grande rilevanza, in quanto consente l’assorbimento di anidride carbonica generata dalle attività industriali e dai trasporti, che come è noto, è molto dannosa per il pianeta. Questa scoperta, una volta implementata, consentirà di produrre materiali innovativi con maggiore duttilità rispetto ai materiali assorbenti già in uso»
