Cercetătorul român Mircea Dincă dezvoltă materiale care pot stoca energie și capta apă din aer chiar și la umiditate foarte scăzută. Cum funcționează MOF-urile

• Mircea Dincă dezvoltă materiale microporoase care pot avea aplicații în captarea apei din atmosferă și stocarea energiei, potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare – România.
• Un MOF dezvoltat pentru captarea apei atmosferice a ajuns la o capacitate maximă de 0,41 grame de apă pentru fiecare gram de material.
• Un supercondensator prezentat de laboratorul lui Dincă și-a păstrat peste 90% din capacitate după 10.000 de cicluri de încărcare-descărcare.

Cercetătorul român Mircea Dincă, profesor la Princeton University, dezvoltă materiale microporoase care pot avea aplicații în stocarea energiei și captarea apei din atmosferă, potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare .

Cercetările sale se concentrează pe metal-organic frameworks (MOFs) sau rețele metal-organice. Acestea sunt rețele cristaline formate din noduri metalice conectate prin molecule organice. Structura lor creează o porozitate ridicată și permite captarea și stocarea selectivă a unor molecule.

Potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare, „câteva grame din anumite MOF-uri pot avea o suprafață internă comparabilă cu cea a unui teren de fotbal”.

Un material a captat apă la o umiditate de numai 4,3%

Una dintre direcțiile cercetate de Mircea Dincă urmărește controlarea dimensiunii porilor și a proprietăților lor chimice, astfel încât materialele să poată capta apa din aer la umiditate scăzută și să o elibereze ulterior cu un consum energetic cât mai redus.

Rezultatele unui studiu publicat în 2025 în Nature Communications au arătat cât de precis poate fi controlat acest proces.

Un MOF dezvoltat pentru captarea apei atmosferice „începe să adsoarbă abrupt apa de la o umiditate relativă de numai 4,3% și atinge o capacitate maximă de 0,41 grame de apă pentru fiecare gram de material”, potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare – România.

Materialul și-a menținut performanța pe parcursul a peste 500 de cicluri de adsorbție și desorbție. Acestea sunt „rezultate experimentale care deschid o direcție de cercetare pentru obținerea apei din atmosferă în condiții de umiditate foarte scăzută”.

Echipa lui Dincă a dezvoltat MOF-uri conductoare

MOF-urile au avut însă o limitare importantă: deși sunt foarte poroase, în general sunt slab conductoare electric.

Cercetările lui Mircea Dincă și ale echipei sale au contribuit la dezvoltarea unei noi clase de MOF-uri conductoare electric, extinzând posibilitățile de utilizare ale acestor materiale.

Într-un studiu publicat în Nature Materials, laboratorul său a demonstrat primul supercondensator în care un MOF conductiv a fost utilizat ca unic material activ al electrozilor, fără aditivi conductori sau lianți.

Dispozitivul și-a păstrat peste 90% din capacitate după 10.000 de cicluri de încărcare-descărcare.

Potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare – România, rezultatul a arătat că „porozitatea și conductivitatea pot fi reunite în aceeași arhitectură moleculară” și că materialul poate fi proiectat pentru o funcție electrochimică precisă.

Dincă cercetează și baterii și supercondensatoare

În prezent, cercetările lui Mircea Dincă la Princeton se extind către materiale microporoase pentru stocarea energiei, baterii, supercondensatoare, cataliză și captarea apei din atmosferă.

Parcursul său științific urmărește aceeași direcție: înțelegerea structurii materiei la nivel molecular pentru controlarea proprietăților sale la scară macroscopică.

Mircea Dincă s-a născut și a crescut la Făgăraș. A absolvit Princeton University în 2003 și și-a obținut doctoratul la University of California, Berkeley, în 2008.

Ulterior, s-a alăturat MIT, unde a fost cadru didactic din 2010 și profesor titular din 2020. Din anul academic 2025–2026, este Alexander Stewart 1886 Professor of Chemistry la Princeton, universitatea la care și-a început formarea.

Premiul Nobel pentru Chimie din 2025 a recompensat dezvoltarea MOF-urilor

Importanța clasei de materiale pe care o studiază Mircea Dincă a fost consacrată în 2025, când Premiul Nobel pentru Chimie a fost acordat lui Susumu Kitagawa, Richard Robson și Omar M. Yaghi pentru dezvoltarea rețelelor metal-organice, potrivit Autorității Naționale pentru Cercetare.

Academia Regală Suedeză a subliniat potențialul MOF-urilor pentru captarea apei din aerul uscat, captarea dioxidului de carbon, stocarea gazelor și cataliză.