Oggi è possibile produrre sostanze chimiche ampiamente utilizzate senza utilizzare gas tossici

I prodotti chimici contenenti fluoro utilizzati nei prodotti farmaceutici, nei fertilizzanti e nelle batterie possono ora essere prodotti senza il rilascio di gas acido fluoridrico tossico come parte del processo

Di Karmela Padavic-Callaghan

20 luglio 2023

Giare utilizzate per macinare la polvere

Gruppo Gouverneur, Università di Oxford

Le sostanze chimiche che contengono l’elemento fluoro, ampiamente utilizzate nei prodotti farmaceutici, nei fertilizzanti e nelle batterie, ora possono essere prodotte utilizzando un processo più sicuro e che richiede meno energia rispetto a come queste sostanze sono state prodotte per secoli.

Il fluoro nella maggior parte dei prodotti chimici fluorurati proviene da pezzi di sale chiamati fluorite, in cui l'elemento è legato al calcio. I cristalli di fluorite vengono estratti e poi trattati con un acido forte ad alta temperatura per creare il gas fluoruro di idrogeno utilizzato nella produzione fluorochimica.

Tuttavia, il fluoruro di idrogeno è molto tossico e rende l'intero processo pericoloso sia per l'ambiente che per la salute umana. Calum Patel dell'Università di Oxford e i suoi colleghi volevano produrre prodotti chimici fluorurati senza utilizzarli affatto.

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La loro idea era quella di macinare la fluorite e un sale di fosfato di potassio in polvere invece di far reagire la fluorite con l'acido. Hanno messo i due sali in un barattolo di acciaio inossidabile insieme a una pallina d'acciaio, quindi hanno usato una macchina chiamata mulino a palle per agitare il barattolo per alcune ore.

Mentre il barattolo si muoveva, la sfera d'acciaio colpiva ripetutamente i sali, macinandoli come un mortaio e un pestello a mani libere. Ciò ha causato anche una reazione chimica che ha prodotto un nuovo composto in polvere che i ricercatori hanno chiamato Fluoromix.

I ricercatori hanno poi creato composti contenenti fluoro combinando Fluoromix con acqua e altri ingredienti chimici.Per confermare che questo materiale potrebbe funzionare al posto del pericoloso gas fluoruro di idrogeno come fonte di fluoro, hanno utilizzato Fluoromix per produrre oltre 50 composti diversi, inclusi alcuni che sono ingredienti necessari per farmaci, fertilizzanti e antibiotici.

Patel afferma che il processo di macinazione utilizzato dal suo team è nuovo per la chimica del fluoro, ma è stato ampiamente utilizzato come approccio più rispettoso dell'ambiente in altri processi di produzione chimica, come la creazione di parti per nuove batterie. Questo perché funziona a temperatura ambiente, quindi rende il processo meno dispendioso in termini energetici rispetto alla produzione e all’utilizzo di acido fluoridrico.

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David O'Hagan dell'Università di St Andrews nel Regno Unito afferma che il nuovo metodo potrebbe portare un cambiamento in un settore che utilizza ancora metodi risalenti al 1600. “È davvero sorprendente che si possa evitare il fluoruro di idrogeno, e il fluoruro di idrogeno ha portato a molti incidenti industriali e morti. A mio avviso, questo potrebbe essere l’inizio di qualcosa di nuovo per questo settore”, afferma.

"Sembra una svolta", afferma James Clark dell'Università di York nel Regno Unito. “L’uso diretto della fluorite in questo modo è una sorta di Santo Graal che finora non ha avuto praticamente alcun successo”. Dice che i ricercatori ora devono capire come si confronta esattamente il nuovo metodo con gli approcci più tradizionali in termini di prezzo e quanto bene può essere adattato per quantità industriali molto grandi di fluorite.

Riferimento al giornale

DOI scientifico: 10.1126/science.adi1557

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