- 1 Cosa sono le spugne molecolari e perché sono così rivoluzionarie
- 2 Dall’aria all’energia: la visione di Susumu Kitagawa
- 3 Un piccolo contenitore potrebbe sostituire bombole molto più pesanti
- 4 Acqua potabile dall’aria, anche dove piove pochissimo
- 5 Dalla cattura della CO₂ alla rimozione degli inquinanti
- 6 Le spugne molecolari renderanno davvero inutili petrolio e gas?
- 7 Considerazioni finali: una rivoluzione che parte dalle molecole
- 8 Fonti
L’aria che respiriamo potrebbe diventare una delle risorse più preziose del pianeta. Non soltanto per l’ossigeno, ma per le molecole che contiene e che oggi non siamo ancora in grado di sfruttare su larga scala. A rendere concreta questa prospettiva sono le spugne molecolari, materiali capaci di catturare, conservare e rilasciare sostanze specifiche, con applicazioni che spaziano dall’energia alla produzione di acqua potabile.
Una tecnologia che sembra uscita da un romanzo di fantascienza, ma che ha già conquistato il Premio Nobel per la Chimica 2025. E secondo lo scienziato giapponese Susumu Kitagawa potrebbe contribuire a cambiare radicalmente il nostro rapporto con petrolio, gas e materie prime.
Cosa sono le spugne molecolari e perché sono così rivoluzionarie
Il loro nome scientifico è Metal-Organic Frameworks (MOF), ovvero strutture metallo-organiche. Si tratta di materiali cristallini realizzati combinando ioni metallici e molecole organiche, organizzati in una sorta di impalcatura tridimensionale.
La particolarità è tutta nella struttura interna. Questi materiali presentano minuscole cavità che possono essere progettate per accogliere determinate molecole, trattenendole e successivamente rilasciandole in condizioni controllate.
In pratica, funzionano come spugne estremamente selettive. Una normale spugna assorbe acqua; un MOF può essere progettato per catturare anidride carbonica, immagazzinare idrogeno oppure raccogliere umidità dall’atmosfera.
Il vantaggio è che la struttura può essere modificata intervenendo sulla composizione chimica, sulle dimensioni dei pori e sulle proprietà delle superfici interne.
È proprio questa possibilità di costruire materiali su misura ad aver convinto l’Accademia Reale Svedese delle Scienze ad assegnare il Nobel 2025 a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi, premiando decenni di ricerche che hanno dato origine a una nuova categoria di materiali.
Dall’aria all’energia: la visione di Susumu Kitagawa
Durante un intervento a BergamoScienza, Kitagawa ha illustrato una prospettiva particolarmente ambiziosa: passare da una civiltà fondata sull’estrazione delle risorse a una basata sulla loro separazione e sul recupero.
Oggi gran parte dell’economia mondiale dipende da materie prime estratte dal sottosuolo. Petrolio, gas naturale e carbone vengono utilizzati per produrre energia, alimentare processi industriali e ottenere numerosi composti chimici.
Le spugne molecolari potrebbero contribuire a modificare questo modello, permettendo di recuperare sostanze utili da miscele gassose, emissioni industriali e persino dall’atmosfera.
Un esempio riguarda l’idrogeno, considerato uno dei possibili protagonisti della transizione energetica. I MOF possono immagazzinarlo all’interno delle proprie cavità, aprendo nuove possibilità per il trasporto e lo stoccaggio.
C’è però una distinzione fondamentale: questi materiali non producono energia dal nulla. L’idrogeno deve comunque essere ottenuto attraverso processi che richiedono energia, mentre la sua presenza nell’atmosfera è troppo limitata per immaginarne un’estrazione diretta su vasta scala con le tecnologie attuali.
La vera rivoluzione riguarda quindi l’efficienza con cui determinate sostanze possono essere separate, conservate e riutilizzate.
Un piccolo contenitore potrebbe sostituire bombole molto più pesanti
Tra le applicazioni raccontate da Kitagawa compare Cubitan, una tecnologia di accumulo che sfrutta i principi delle strutture metallo-organiche.
Secondo quanto illustrato durante l’incontro, un contenitore dal peso di circa 10 chilogrammi potrebbe trasportare una quantità di gas paragonabile a quella contenuta in una bombola tradizionale da 60 chilogrammi.
Un risultato interessante soprattutto per la logistica e la distribuzione energetica, dove peso, ingombro e sicurezza rappresentano costi significativi.
Il principio è diverso rispetto alla semplice compressione: le molecole del gas vengono trattenute sulle superfici interne del materiale poroso, attraverso un fenomeno chiamato adsorbimento.
Questo potrebbe consentire, per determinati gas e specifiche condizioni operative, di sviluppare sistemi di accumulo più compatti e gestibili.
Naturalmente, il confronto tra contenitori dipende anche da pressione, temperatura, quantità effettiva di gas e peso dell’intero sistema. Non significa che tutte le bombole o le infrastrutture di trasporto possano essere immediatamente sostituite.
Acqua potabile dall’aria, anche dove piove pochissimo
Forse l’applicazione più affascinante delle spugne molecolari riguarda la possibilità di ottenere acqua dall’umidità atmosferica.
Alcuni MOF sono progettati per catturare molecole d’acqua anche quando l’umidità relativa è molto bassa. Successivamente, grazie a un apporto di calore, l’acqua trattenuta può essere liberata, condensata e raccolta.
È una prospettiva particolarmente interessante per le regioni aride, dove l’accesso all’acqua potabile rappresenta una delle principali emergenze.
Non si tratta di una semplice ipotesi: dispositivi sperimentali per raccogliere acqua dall’aria utilizzando MOF sono già stati sviluppati.
La sfida è aumentarne la produttività, ridurre i costi e garantire prestazioni affidabili nelle diverse condizioni climatiche.
La quantità d’acqua ottenibile resta infatti legata all’umidità disponibile, all’efficienza del materiale e all’energia necessaria per rigenerarlo.
Dalla cattura della CO₂ alla rimozione degli inquinanti
Le applicazioni ambientali potrebbero avere un impatto altrettanto importante.
Alcuni MOF sono in grado di catturare selettivamente l’anidride carbonica presente nei gas industriali, rendendo possibile separarla da altre sostanze.
Altri vengono studiati per eliminare contaminanti dall’acqua, compresi i PFAS, composti chimici particolarmente persistenti nell’ambiente.
La ricerca riguarda anche la catalisi, cioè l’utilizzo di materiali capaci di favorire reazioni chimiche, potenzialmente riducendo consumi energetici e sprechi.
Il punto più interessante è la versatilità. Non esiste un’unica spugna molecolare universale: esistono numerose strutture differenti, ciascuna progettata per svolgere una funzione precisa.
Le spugne molecolari renderanno davvero inutili petrolio e gas?
È qui che occorre distinguere le potenzialità scientifiche dalle prospettive più futuristiche.
Le spugne molecolari potrebbero contribuire a ridurre la dipendenza da alcune risorse fossili, migliorare lo stoccaggio dei gas e rendere più sostenibili determinati processi industriali.
Ma non possono, da sole, sostituire petrolio e gas naturale.
Per trasformare anidride carbonica e acqua in combustibili, per esempio, occorre fornire energia. E affinché il processo sia davvero sostenibile, questa energia deve provenire da fonti a basse emissioni.
Esistono poi questioni industriali ancora aperte: costi di produzione, durata dei materiali, capacità di funzionare per migliaia di cicli e convenienza economica rispetto alle tecnologie già disponibili.
Il vero potenziale dei MOF non è cancellare improvvisamente i combustibili fossili, ma rendere possibili processi che oggi risultano troppo costosi, complessi o inefficienti.
Considerazioni finali: una rivoluzione che parte dalle molecole
Trovo che l’aspetto più interessante di questa scoperta non sia tanto la promessa di un mondo senza petrolio, quanto il cambiamento di prospettiva che introduce.
Per decenni abbiamo cercato nuove risorse soprattutto esplorando il sottosuolo. Con le spugne molecolari, invece, la ricerca punta a ottenere maggiore valore dalle sostanze che abbiamo già a disposizione, imparando a separarle e utilizzarle con una precisione prima impensabile.
È un approccio che potrebbe influenzare settori molto diversi, dall’energia alla depurazione dell’acqua, fino alla produzione industriale.
Il Nobel del 2025 ha riconosciuto una tecnologia nata da ricerche fondamentali iniziate molti anni fa. Ora la sfida più difficile sarà trasformare queste straordinarie proprietà chimiche in applicazioni accessibili, economicamente sostenibili e realmente diffuse.
L’aria non è una fonte inesauribile di energia pronta all’uso, ma potrebbe diventare una riserva di risorse molto più importante di quanto abbiamo immaginato finora.
E questa, al di là delle promesse più ambiziose, è già una prospettiva capace di cambiare il futuro.
Fonti
- Corriere della Sera – Intervento di Kitagawa a BergamoScienza (8 ottobre 2026): https://bergamo.corriere.it/notizie/cultura-e-spettacoli/26_ottobre_08/cosa-sono-le-spugne-molecolari-la-scoperta-da-nobel-che-rendera-inutile-gas-e-petrolio-l-aria-e-oro-invisibile-ed1ca0d7-3f1c-4ebd-b116-ea46a07ecxlk.shtml
- The Nobel Prize – Premio Nobel per la Chimica 2025: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2025/press-release/
- The Nobel Prize – Scientific background sui MOF: https://www.nobelprize.org/uploads/2025/10/advanced-chemistryprize2025.pdf
- Società Chimica Italiana – Premio Nobel per la Chimica 2025: https://sciserv1.chim.it/it/node/3949
