Una tesi sperimentale dedicata ai Metal-Organic Frameworks (Metal-Organic Frameworks, o strutture metallo-organiche), materiali tra i più promettenti per affrontare le sfide della transizione energetica, gli è valsa il premio assegnato dalla Fondazione Italia USA ai migliori laureati d'Italia. Federico Cataldi, laureato triennale in Scienza dei Materiali nel nostro ateneo, attualmente iscritto alla magistrale in Materials Science and Nanotechnology, racconta il percorso che lo ha portato a lavorare su questi materiali e le prospettive della ricerca.
Come è nato il tuo progetto di tesi?
Durante il corso di laurea in Scienza dei Materiali siamo entrati in contatto con i Metal-Organic Frameworks, o MOFs, una classe di materiali estremamente innovativa. Mi hanno colpito fin da subito e ho deciso di svolgere una tesi sperimentale nel gruppo di ricerca coordinato dalla professoressa Angiolina Comotti. Volevo seguire tutto il processo: dalla sintesi del materiale fino alla sua caratterizzazione in laboratorio, verificandone struttura e proprietà.
Che cosa sono i MOFs e perché sono così interessanti?
Sono materiali porosi costituiti da nodi metallici collegati da leganti organici. La loro caratteristica più importante è che la struttura interna può essere progettata "su misura": modificando dimensione e proprietà chimiche dei pori si possono ottenere materiali capaci di catturare selettivamente specifiche molecole. È proprio questa versatilità che li rende così promettenti in moltissimi ambiti; tra l’altro, per gli studi su questa classe di materiali, Omar Yaghi, che è stato recentemente qui in Bicocca, ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2025 insieme a Richard Robson e Susumu Kitagawa.
La tua ricerca si è concentrata sulla cattura della CO₂. Quali sono le possibili applicazioni?
Ho lavorato su MOFs progettati per catturare selettivamente l'anidride carbonica prodotta nei processi industriali, ad esempio nei cementifici, uno dei processi a più alto impatto ambientale. Rispetto alle tecnologie oggi più diffuse, come le soluzioni acquose di ammine, questi materiali richiedono meno energia per essere rigenerati e riutilizzati, rendendo il processo potenzialmente più sostenibile. Le applicazioni non si fermano qui: i MOFs possono essere impiegati anche nello stoccaggio dell'idrogeno, nella raccolta dell'acqua dall'aria, nei sensori per il rilevamento di gas e persino in ambito biomedico. È una classe di materiali che offre ancora enormi possibilità di sviluppo.
Quanto sono vicine queste applicazioni all'impiego reale?
Alcuni MOFs sono già utilizzati in impianti pilota per la cattura della CO₂ dai processi industriali e altri materiali della stessa famiglia vengono studiati per rimuovere direttamente l'anidride carbonica dall'atmosfera. Naturalmente non rappresentano da soli la soluzione al cambiamento climatico, ma possono diventare uno strumento importante insieme ad altre tecnologie per la decarbonizzazione.
Hai ricevuto il Premio America Giovani della Fondazione Italia USA. Che significato ha avuto questo riconoscimento?
È stata una grande soddisfazione. La selezione avviene attraverso i dati di AlmaLaurea e tiene conto del percorso universitario nel suo complesso. Credo che abbiano apprezzato sia il mio percorso di studi, concluso nei tempi previsti, sia il carattere innovativo della tesi. Quest'anno, inoltre, il premio è stato esteso anche ai laureati delle discipline scientifiche, riconoscendo il ruolo della ricerca e dell'innovazione nello sviluppo del Paese, poi c’erano anche laureati in filosofia, di cui è riconosciuto il ruolo nello sviluppo dell’intelligenza artificiale.
Quali sono i tuoi progetti per il futuro?
Sto frequentando la laurea magistrale in Materials Science and Nanotechnology, seguendo il percorso dedicato ai materiali funzionali. Mi piacerebbe lavorare nel settore della ricerca e sviluppo industriale, in particolare nell'ambito dei polimeri e dei materiali avanzati. Sto valutando se proseguire con un dottorato, ma il mio obiettivo è mettere le competenze acquisite al servizio dell'industria, possibilmente in Italia.
C'è qualcuno che desideri ringraziare?
Sicuramente la mia famiglia, che mi ha sempre sostenuto durante il percorso universitario. E poi il gruppo di ricerca NMR Group, guidato dalla professoressa Angiolina Comotti, che mi ha dato l'opportunità di lavorare a un progetto sperimentale così stimolante e formativo.
Immagine di copertina realizzata con intelligenza artificiale
