BeDimensional spa, azienda deep-tech specializzata nella produzione industriale di cristalli bidimensionali, e il Catalysis and Nanomaterials Laboratory, diretto da Michael S. Wong presso la Rice University (Texas, Usa), riconosciuto a livello internazionale per l’eccellenza nelle tecnologie di bonifica delle acque contaminate da Pfas (acronimo di Per- and polyfluoroalkyl Substances, in italiano sostanze alchiliche perfluorurate e polifluorurate), annunciano importanti evidenze scientifiche sulle prestazioni del nitruro di boro esagonale a pochi strati atomici (Fl-hbn) nella distruzione dei contaminanti Pfas.
Il materiale, prodotto industrialmente da BeDimensional, ha dimostrato la capacità di distruggere i Pfas sotto irraggiamento Uvc: un risultato di grande rilevanza ambientale alla luce della crescente attenzione globale verso questi contaminanti altamente persistenti.
I Pfas sono tra gli inquinanti più complessi mai prodotti. I loro legami carbonio–fluoro sono tra i più forti conosciuti in chimica, rendendo i Pfas estremamente resistenti ai processi di degradazione naturale e particolarmente difficili da rimuovere da falde acquifere, suoli e risorse di acqua potabile. Da anni la comunità scientifica internazionale è alla ricerca di materiali in grado di rompere questi legami in modo efficiente e sicuro.
Il gruppo di Wong alla Rice University ha dimostrato che il Fl-hbn (Few-Layer hexagonal Boron Nitride) di BeDimensional è in grado di distruggere questi legami, garantendo una significativa degradazione dei Pfas e un’elevata defluorinazione, anche basse concentrazioni di catalizzatore. Il processo non richiede particolare energia, poiché la distruzione avviene in condizioni ambientali.
I risultati di laboratorio confermano che il Fl-hbn degrada i Pfas rompendo i legami C–F, consentendo la loro trasformazione in ioni fluoro innocui e in piccole molecole non pericolose. Si tratta di un risultato di grande importanza, poiché i fotocatalizzatori non metallici capaci di distruggere i Pfas sono rari, e le prestazioni del Fl-hbn delineano un percorso promettente verso soluzioni di bonifica scalabili e sostenibili. Inoltre, il Fl-hbn si è dimostrato più attivo rispetto all’hbn convenzionale, evidenziando le proprietà uniche dei materiali a pochi strati atomici.
Una partnership che promuove la sostenibilità ambientale
La collaborazione rappresenta un passo avanti significativo nello sviluppo di materiali innovativi per la distruzione degli inquinanti. La ricerca beneficia della capacità di BeDimensional di produrre industrialmente materiali a pochi strati atomici di alta qualità e della profonda competenza della Rice University nello sviluppo di catalizzatori per l’uso e la gestione sostenibile delle risorse naturali.
Risultati chiave della collaborazione
Elevate prestazioni fotocatalitiche: il Fl-hbn ha raggiunto il 48% di degradazione del Pfoa in 2 ore, rispetto al 20% del TiO₂.
Distruzione molecolare efficiente dei Pfas: il Fl-hbn ha ottenuto una defluorinazione del 35%, significativamente superiore al 7% del TiO₂.
Elevata reattività intrinseca: il Fl-hbn ha mostrato un’elevata attività anche a dosaggi molto bassi in acqua (ad esempio, è già funzionale un quinto della massa rispetto ai benchmark di hBN non esfoliato – 3D).
Vittorio Pellegrini, ceo di BeDimensional, commenta: «La collaborazione con la Rice University rappresenta un’evoluzione importante nella nostra missione di portare materiali bidimensionali avanzati in applicazioni strategiche per la sostenibilità ambientale. Le prestazioni dell’hbn a pochi strati atomici nella distruzione dei PfasS dimostrano il suo potenziale a supporto delle tecnologie di trattamento dell’acqua di nuova generazione».
Michael Wong, direttore del Rice Par (Rice University Pfas Abatement and Replacement Center) ha aggiunto: «Lavorare con BeDimensional ci consente di esplorare materiali innovativi e metal-free con promettenti proprietà catalitiche. Questi risultati aprono nuove opportunità per progettare processi efficienti, sostenibili e scalabili per l’eliminazione di contaminanti persistenti».
