(PhysOrg.com) - Los procesos de autoorganización que involucran componentes químicos son la base de muchos procesos biológicos y son cada vez más interesantes en el campo de la síntesis de materiales. por ejemplo, en la producción de nanocompuestos muy ordenados o materiales de alta porosidad con propiedades especiales.
En el diario Angewandte Chemie , Bruno Alonso y Emmanuel Belamie del Instituto Charles Gerhardt de Montpellier (Francia) han presentado una novela, enfoque altamente versátil para la síntesis a gran escala de una nueva familia de nanocompuestos bioorgánicos-inorgánicos, con un grado de control previamente inalcanzable sobre la composición y estructura de los materiales producidos.
Los nanocompuestos son materiales sólidos hechos de diferentes sustancias, uno de los cuales está en forma de nanopartículas. Las propiedades de los compuestos difieren significativamente de las de los componentes individuales puros. Los nanocompuestos también pueden servir como "moldes" para la producción de sustancias porosas. Estos tienen una aplicación potencial en las áreas de almacenamiento de gas, catálisis, o separación de materiales.
Por su síntesis, los investigadores optaron por utilizar un proceso sol-gel, una técnica popular para la producción de estructuras de redes inorgánicas. En el primer paso, necesitaban generar un sol:una suspensión de partículas nanoscópicas finamente divididas en un disolvente. Su desafío era obtener la co-suspensión de los dos componentes diferentes, precursores de dióxido de silicio (oligómeros de siloxano) y nanobarras de quitina de conchas de camarón (un recurso renovable). Sin embargo, estos dos componentes requieren diferentes condiciones para permanecer en suspensiones estables sin precipitación incontrolada. Los investigadores produjeron una suspensión de alcohol reemplazando lentamente el agua con etanol. A través de la lenta eliminación del solvente, se formó un gel. Los geles son sustancias gelatinosas; contienen sólidos pero sueltos, reticulado, Estructuras poliméricas tridimensionales.
El sol se puede "verter" en un molde deseado y secarlo o se puede secar por pulverización en partículas esféricas. Este proceso da como resultado un nanocompuesto hecho de varillas de quitina que están completamente incrustadas en una matriz de dióxido de silicio. El mecanismo por el cual esto ocurre se basa en una agregación autoorganizada de las moléculas de quitina y fuerzas de atracción débiles entre los oligómeros de quitina y siloxano.
La estabilidad de las suspensiones alcohólicas abre un amplio abanico de posibilidades para la producción de materiales con relaciones de volumen controlables, arreglos espaciales, y morfologías. Si se aplica un campo magnético durante la preparación del material, las varillas de quitina se alinean en paralelo. Si el nanocompuesto se calienta, las varillas de quitina se pueden quemar para dejar cavidades. Esto forma un material muy poroso con propiedades interesantes.
