Catturare l’acqua dall’aria in modo efficiente: è questo il cuore del progetto AQUAFRAME messo a punto da un team di ricerca internazionale di cui fa parte Paola D’Angelo, docente di Chimica fisica alla Sapienza insieme professore dell’Università di Berkeley in California Omar Yaghi, Nobel per la Chimica 2025.

La cattura distribuita dell'acqua dall'atmosfera attraverso materiali sostenibili è un approccio innovativo che promette grandi risultati per affrontare e risolvere l’emergenza idrica che la terra sta affrontando negli ultimi decenni.

Questo processo si avvale di materiali metallo-organici (MOFs), cioè materiali cristallini ad elevatissima porosità: sono costituiti da atomi metallici collegati tra loro attraverso molecole organiche che presentano capacità di assorbire notevoli quantità di molecole gassose come l’acqua o l’anidride carbonica, che possono essere successivamente rilasciate in maniera controllata. I MOF, con la loro porosità senza precedenti e la loro adattabilità chimica, si sono recentemente dimostrati candidati ideali per la raccolta di acqua atmosferica in condizioni reali; tuttavia, i sistemi di raccolta di acqua fin qui elaborati presentano alcuni svantaggi, tra cui un elevato consumo energetico e una bassa produttività idrica in climi non temperati.

In questo contesto, AQUAFRAME ha come obiettivo quello di sviluppare e caratterizzare MOF innovativi e con caratteristiche ottimali per la cattura di acqua dall’atmosfera, avvalendosi di esperimenti presso infrastrutture di sincrotrone e di metodi di intelligenza artificiale: attraverso acceleratori di particelle in grado di generare raggi X di elevatissima intensità, sarà infatti possibile acquisire informazioni a livello molecolare sui modi in cui il disordine influenza l'assorbimento idrico dei MOF, e aprire la strada alla progettazione di sistemi di raccolta dell'acqua di nuova generazione che superino gli attuali record prestazionali.

“È motivo di grande soddisfazione – afferma la rettrice della Sapienza, Antonella Polimeni – che una nostra ricercatrice sia parte del team guidato dal professor Omar Yaghi, insignito del Nobel per la Chimica 2025, in un progetto di altissimo valore scientifico che affronta in modo concreto una delle sfide più urgenti per il futuro del pianeta. L’eccellenza della ricerca Sapienza si conferma nella qualità, nell’impatto e nella dimensione internazionale della sua produzione scientifica, riconosciuta anche attraverso i finanziamenti competitivi ottenuti. Tra questi, il grant europeo Marie Curie che permetterà a un giovane studioso del nostro Ateneo di proseguire la propria attività di ricerca in California, nel laboratorio del professor Yaghi.

AQUAFRAME - Advancing QUASIperiodic metal-organic FRAMEworks for atmospheric water harvesting ha ricevuto un finanziamento europeo Marie Curie di 420.000 euro nell’ambito della call HORIZON-MSCA-2024-PF-01 MSCA Postdoctoral Fellowships. Il progetto, di cui Sapienza è Host e la docente Paola D’Angelo Supervisor, comprende anche il finanziamento dell’attività di un ricercatore, Francesco Tavani, per due anni presso il centro di ricerca The Regents of the University of California a Berkley nel laboratorio del professor Omar Yaghi.

Paola D’Angelo è professore ordinario di Chimica fisica presso la Sapienza, Senior Fellow della Scuola Superiore di Studi Avanzati (SSAS) e presidente della Sils (Società italiana luce di sincrotrone). Francesco Tavani è stato allievo SSAS nella classe di Scienze e tecnologie dal 2014 al 2019. Ha conseguito nel 2023 un dottorato di ricerca in Scienze chimiche alla Sapienza sotto la supervisione di Paola D’Angelo; attualmente assegnista di ricerca della Sapienza, sta svolgendo un periodo di ricerca sotto la supervisione congiunta con Omar Yaghi e Paola D’Angelo presso il centro di ricerca The Regents of the University of California a Berkley in California.