Los investigadores de la Universidad de Kyoto han desarrollado un nuevo enfoque para controlar la fabricación de soft, materiales porosos, superando un desafío principal en la ciencia de los materiales.

Poroso, Los materiales gelatinosos que tienen una estructura estable a pesar de sus pequeñas cavidades tienen una amplia variedad de aplicaciones potenciales. Aislamiento de edificios, dispositivos de almacenamiento de energía, tecnologías aeroespaciales, e incluso las limpiezas ambientales pueden beneficiarse de la incorporación de materiales ligeros y flexibles. Los ensamblajes moleculares llamados poliedros organometálicos (MOP) son los principales competidores para estos materiales debido a sus interesantes formas y porosidad. Pero fabricar materiales a partir de estos conjuntos con porosidad intrínseca y controlada sigue siendo un desafío.

Shuhei Furukawa del Instituto de Ciencias Integradas del Material Celular de la Universidad de Kioto (iCeMS), con colegas en Japón y España, encontró una manera de controlar la síntesis de un gel poroso a través del autoensamblaje de MOP utilizando enlazadores orgánicos.

Comenzaron con un MOP de forma cuboctaédrica formado por átomos de rodio unidos con fuertes enlaces carboxilato, que le confieren un alto grado de estabilidad estructural. Los MOP se colocaron en un disolvente líquido con moléculas orgánicas "enlazadoras" para desencadenar el proceso de autoensamblaje. El equipo descubrió que agregar gradualmente enlazadores a la solución y cambiar la temperatura de la solución les permitió controlar la formación y el tamaño de las partículas esféricas que se desarrollaron.

Los investigadores encontraron que los cambios sutiles en las condiciones de reacción influyeron en gran medida en el resultado de las reacciones. Cuando el equipo agregó una gran cantidad de moléculas enlazadoras a la solución de rodio MOP a 80 ° C y luego la enfrió rápidamente a temperatura ambiente, se formó un gel. Luego, el equipo trató el gel con dióxido de carbono supercrítico. El gas reemplazó al componente líquido del gel, conduciendo a la formación de un 'aerogel' ultraligero.

"Prevemos que al comprender la relación entre las geometrías de escala molecular y las formas macroscópicas resultantes, se puede lograr un avance real hacia el desarrollo de materia blanda que sea permanentemente porosa y susceptible de procesamiento de materiales, "concluyen los investigadores en su estudio publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza . Sus hallazgos podrían conducir a la fabricación de soft, materiales flexibles que tienen porosidad permanente, ellos dicen.