Gazzetta di Reggio

MODENA. «Fertilizzanti con un rilascio che varia in base alle condizioni dettate dall’ambiente. Pigmenti per la vernice dell’auto che assumono un colore diverso se la macchina è parcheggiata al sole o all’ombra. Semiconduttori “intelligenti” che cambiano il modo in cui viene trasportata la corrente a seconda degli stimoli esterni».

Lo studio

Per ora sono prospettive, ma prima o poi si potrebbero realizzare senza dover ricorrere all’immaginazione, grazie agli studi sui materiali cristallini di Luca Catalano, professore associato di Chimica presso il Dipartimento di Scienze della Vita di Unimore. A lui è stato conferito il premio W.H. & W.L. Bragg, un riconoscimento assegnato dall’Unione Internazionale di Cristallografia (IUCr), punto di riferimento mondiale per la scienza dei cristalli. La cerimonia si è tenuta durante il ventisettesimo Congresso IUCr a Calgary, in Canada.

L’intervista

Catalano, cosa si intende con materiali cristallini “intelligenti”?
«Si può pensare a un materiale che può essere un farmaco, un pannello fotovoltaico, un fertilizzante, un pigmento. Sono tutti materiali cristallini. Li possiamo immaginare come un muro, in cui i mattoni corrispondono alle molecole, agli ioni o agli atomi. Cerco di ingegnerizzarli per ottenere dallo stesso composto di partenza tanti materiali diversi: un pigmento di un colore differente, un farmaco che si assorbe in modo diverso nel nostro corpo a partire dallo stesso principio attivo, un pannello fotovoltaico con un'efficienza che varia a seconda delle condizioni solari».

Se l'ingegnerizzazione dei materiali viene studiata e portata avanti da decenni, qual è l’aspetto di frontiera?
«Poter passare da un muro all'altro senza dover ricostruire il materiale. Cosa vuol dire? Immaginiamo che io abbia un cristallo di zucchero o un diamante: con la temperatura, la luce, un campo elettrico, uno stimolo esterno, una pressione, lo faccio cambiare senza romperlo o doverlo ricostituire. Modifico il colore, la solubilità, le proprietà meccaniche. Da un materiale duro passo a uno morbido e viceversa. Un nuovo filone di ricerca si occupa di far cambiare la forma ai cristalli. Possiamo pensare a un cristallo che, rispondendo all'ambiente circostante, per esempio, se esposto alla luce, si espande, si contrae, si piega, si muove».

Si tratta di studi che si caratterizzano potenzialmente per una ricaduta pratica.
«Certo, alcune possibili implicazioni riguardano l’ambito tecnologico, farmaceutico, elettronico. I risvolti possono essere molti. Alcuni materiali possono assorbire gas come l’anidride carbonica e contribuire ad abbattere le emissioni inquinanti».

Quanto tempo ci vorrà per riuscire a concretizzare ciò che per adesso è intuizione innovativa, materia di ricerca?
«Questo è un proof of concept (prova di fattibilità, ndr.) per sviluppare materiali commerciali. Ci vorranno almeno 10 anni, se non 20».

Per gli anni futuri è possibile pensare a pannelli solari auto-riparanti, in grado di affrontare grandinate e altre precipitazioni?
«Sì, anche se per arrivare alla tecnologia ci vuole ancora tempo, si tratta di un’idea di “in potenza”. Studio materiali cristallini che si autoriparano e sono semiconduttori. Creare un pannello fotovoltaico capace di autoripararsi a seconda della pressione, della temperatura, dell'esposizione luminosa significa anche estenderne la vita, abbatterne il costo e l'impatto ambientale».

Quanti anni di studio ha alle spalle su questo argomento? Si aspettava di ricevere il W. H. & W. L. Bragg Prize?
«Ho cominciato a fare ricerca nel 2012, ormai 14 anni fa. Non pensavo di poter essere selezionato, sono veramente soddisfatto. Si tratta di uno dei massimi riconoscimenti internazionali dedicati ai ricercatori nella prima fase della carriera. Le edizioni precedenti sono state vinte da studiosi provenienti da istituzioni internazionali di grandissimo prestigio, come l’ETH di Zurigo, l’Università della California, San Francisco e l’Università di Toronto. Riuscire a portare anche Unimore in questa linea di successi è per me motivo di grande soddisfazione».