Ezekkel a különleges anyagokkal olyan kémiai átalakulásokat is ki lehet váltani, amelyek a petrolkémiai iparban, a környezetvédelemben és az egészségügyben egyaránt hasznosak.

Egy tervezett pórusszerkezetű anyag előállítása nem áll messze attól, mint amit egy művészeti alkotás létrehozása jelent - véli Valyon József, a Nanokémiai és Katalízis Intézetben működő mikro- és mezopórusos anyagok osztályának vezetője. Akár a zeneszerző, aki a hangok folyamába megfelelő szüneteket iktatva hozza létre az élvezetes muzsikát, a kémikus a folytonos anyagot üregekkel, csatornákkal, lyukakkal, úgynevezett pórusokkal szakítja meg. Szabályosan, megfelelő távolságban, rendezett elosztásban, mondhatni művészi módon. A sajátos pórusszerkezetű anyag lehet például szilícium-oxid, titán-oxid, aluminoszilikát, készülhet agyagásványból, és "komponálható" olyan anyag is, amely többféle pórusos anyag tulajdonságait egyesíti.

Mire jó mindez? Minél több pórust hozunk létre a szilárd anyagban, annál nagyobb lesz a felülete, melyen különböző vegyületek molekulái képesek megkötődni, azaz adszorbeálódni, s ezáltal alkalmassá válnak különböző anyagok, gázok tárolására. Adott esetben az adszorbeálódott anyagok a kölcsönhatás révén képesek átalakulni, más molekulákkal reakcióba lépni.

Nagyon szűk, 1-2 nanométeres pórusokat tartalmazó adszorbenseken például meg lehet valósítani a levegő oxigénjének és nitrogénjének a szétválasztását: a kémiai kutatóközpont laboratóriumában kifejlesztett, a kutatók által megtervezett és elkészített berendezéssel ily módon már előállítottak oxigéndús gázt.

Mi a haszna az ipari méretű oxigéngyártásnak? A tiszta oxigén felhasználása fontos az acéliparban, de alkalmazható lenne a szennyvíztisztításban is. Az eljárás során ugyanis olyan reakció játszódik le, amikor az úgynevezett aktív iszap, amely tulajdonképpen egy baktériumtenyészet, oxigén fölhasználásával lebontja a szennyvízben lévő szerves szennyeződéseket. A felszabaduló energiát és a szennyező anyagok egy részét létfenntartásához, szaporodásához hasznosítja, miközben melléktermékként szén-dioxidot és vizet termel. A szennyvíztisztítás hatékonyságát növeli, ha a szennyvizet a levegőnél oxigénben dúsabb gázzal "levegőztetik". Az osztály munkatársai EU-projektben foglalkoznak ezzel a témával, ám ez a technológia egyelőre igen drágának tűnik. Budapest méretű városban nem lenne gazdaságos eljárás, ám például tejipari szennyvíz tisztítására ajánlják a kutatók. Az oxigénnel dúsított gáz jó szolgálatot tehet az egészségügyben is: a tüdőtágulatban szenvedő beteg panaszai enyhülnek, ha nem csupán a levegőben lévő 21 százaléknyi oxigénhez jut.

A nagy felületű, pórusos anyagok katalizátorként is használhatók. A petrolkémiai iparban, a kőolaj földolgozásának fontos lépéseiben alkalmaznak ilyen anyagokat motorhajtóanyagok előállítására. Gazdaságossági szempontból nem mindegy, hogy adott mennyiségű kőolajból mennyi benzint, dízelolajat lehet előállítani. Katalitikus eljárásokkal a mennyiséget meg lehet növelni. Erre már léteznek módszerek, ám a katalízis tudományának fejlődésével egyre aktívabb, szelektívebb katalizátorokat fejlesztenek ki a kémiai kutatóközpont vegyészei is: megújuló energiaforrásból, biomasszából motorhajtóanyagot tudnak előállítani. Ezekből az eredményekből a szó szoros értelmében profitál a Mol Rt. is, miként a növényi olajból hamarosan üzemi szinten megvalósuló katalitikus biogázolaj-termelésből is.

A káros anyagok katalitikus ártalmatlanításának a környezetvédelemben van jelentősége. A benzinüzemű gépjárművekben általánosan használt, úgynevezett háromutas katalizátorok ugyanis nem képesek a szénhidrogén-, szén-monoxid- és nitrogén-oxidkibocsátás egyidejű mélyreható csökkentésére, ha a katalizátorra kerülő kipufogógázban sok az oxigén. Ha a benzint csak közel annyi levegővel égetjük el, amennyi az égéshez kémiailag szükséges, a háromutas katalizátor jól, a motor viszont a lehetségesnél kisebb hatékonysággal működik. A kutatók olyan katalizátor fejlesztésén dolgoznak, amely akkor is semlegesíti a gépkocsik kipufogógázának káros anyagait, ha az autó motorja nagy légfelesleggel üzemel.

A kémiai kutatóközpont vegyészei készek arra is, hogy segítséget nyújtsanak az országnak az EU környezetvédelmi szabályainak betartásában. Az unió előírása szerint az ivóvízben lévő káros anyagok, például az ammónia mennyisége nem haladhatja meg a literenkénti 0,5 milligramm értéket. Az Alföldön 53 falu kútjaiban a megengedett egészségügyi határértéknél (<1 milligramm/liter) több bórt tartalmazó víz van, és mintegy 150 település ivóvizében található a határértéknek megfelelőnél (<10 mikrogramm/ liter) több arzén és/vagy ammónia. A kutatók mikropórusos anyagokból olyan abszorbenseket dolgoztak ki, amelyek a káros anyagok megkötésére alkalmasak. A kutatók szerint az EU által meghatározott határértékek arra is jók, hogy az egyes vízművek között versenyt idézzenek elő, munkát adva az iparágnak, miközben védik az emberek egészségét is.