Materiali da costruzione sostenibili e resistenti: l’innovazione arriva dalle barriere coralline
Le barriere coralline hanno ispirato l’introduzione di un nuovo metodo, utilizzabile nella produzione di materiali da costruzione solidi e durevoli: vediamo di cosa di tratta.
I ricercatori hanno scoperto il modo di catturare l’anidride carbonica presente nell’atmosfera, trasformandola in materiali edili sostenibili e resistenti e limitando le emissioni nocive di carbonio. Lo studio, pubblicato in npj Advanced Manufacturing, ha preso spunto dalla capacità delle barriere coralline di creare strutture resistenti, imprigionando l’anidride carbonica.
I risultati hanno determinato la formazione di compositi minerali-polimeri dotati di notevole resistenza meccanica, durevolezza e resistenza al fuoco. Qiming Wang, professore associato di Ingegneria civile e ambientale presso la USC Viterbi School of Engineering, ha dichiarato che si tratta di una svolta molto importante nel processo evolutivo della conversione dell’anidride carbonica. Le attuali tecniche di cattura del carbonio riguardano prevalentemente lo stoccaggio dell’anidride carbonica e la sua conversione in sostanze liquide, attraverso un processo costoso e generalmente inefficace.
Il nuovo metodo offre un rimedio meno costoso, introducendo la cattura del carbonio proprio nei materiali edili. L’ispirazione al corallo oceanico si è rivelata fondamentale nella ricerca, poiché questo organismo può catturare e imprigionare l’anidride carbonica dall’atmosfera, attraverso la fotosintesi, convertendola in un’impalcatura.
L’esempio del corallo nella produzione di materiali da costruzione sostenibili
La nuova tecnica di cattura dell’anidride carbonica prende spunto dal modo in cui il corallo crea le cosiddette coralliti, ovvero delle strutture di aragonite generate attraverso un processo di biomineralizzazione. Durante questa fase, il corallo imprigiona l’anidride carbonica, mediante fotosintesi, unendo il composto chimico agli ioni di calcio dell’acqua marina e facendo cadere i minerali di calcio intorno alle strutture organiche.
I ricercatori hanno riprodotto questo meccanismo, creando impalcature polimeriche stampate in 3D, simili ai modelli organici del corallo. Le hanno ricoperte con un leggero strato conduttore e collegate ad alcuni catodi, per poi immergerle in una soluzione di cloruro di calcio. Una volta aggiunta l’anidride carbonica alla soluzione, questa è stata scomposta in ioni bicarbonato, tramite un processo di idrolisi. Gli ioni hanno reagito formando carbonato di calcio, che hanno riempito i pori stampati in 3D.
Gli scienziati hanno così ottenuto il prodotto finale, ovvero un composito minerale-polimero denso che potrebbe rivelarsi molto resistente al fuoco, ma non solo. Hanno scoperto, infatti, che questo nuovo metodo potrebbe aprire le strade alla progettazione di edifici a emissioni negative di carbonio.
