La nanoquímica se encuentra con las macroestructuras:los científicos chinos informan de la síntesis de un aerogel macroscópico a partir de nanomateriales de carbonitruro, que es un excelente catalizador para la reacción de división del agua bajo irradiación de luz visible. El estudio publicado en la revista Angewandte Chemie agrega nuevas oportunidades a las propiedades de los materiales de los carbonitruros derivados de la melamina.

La melamina se puede polimerizar con formaldehído para dar una resina muy duradera y ligera, pero también puede condensarse para formar nanoestructuras de materiales de carbonitruro. Estos conjuntos hechos de carbono y nitrógeno combinan la red de grafeno electrónicamente activa en forma de panal con alguna funcionalidad adicional del nitrógeno. Buscando formas de ensamblar estas nanoestructuras en una arquitectura macroscópica estable, Xinchen Wang y su equipo en la Universidad de Fuzhou en China ahora han preparado un material liviano estable y altamente activo catalíticamente, que sirve bien en la fotosíntesis artificial y ofrece propiedades estructurales y electrónicas muy interesantes.

Los aerogeles son geles pero sin agua; hasta el noventa y nueve por ciento de su estructura es aire. Esta porosidad les confiere una enorme superficie ideal para aplicaciones catalíticas o sensoriales. Como los carbonitruros son materiales con nanoestructura muy interesante y propiedades similares al grafeno pero con funcionalidad de nitrógeno, Durante mucho tiempo se ha buscado llevarlos a un ensamblaje macroscópico controlado. "Dado que el CN ​​es rico en grupos que contienen nitrógeno, Se espera que el CN ​​pueda tener comportamientos de ensamblaje interesantes como proteínas o péptidos en sistemas biológicos, "dijeron los autores.

El área de superficie mejorada y el mayor número de sitios catalíticos harían que estos aerogeles fueran materiales macroscópicos altamente funcionales. Empleando solo fuerzas físicas entre partículas intrínsecas a las nanopartículas, Los científicos prepararon el aerogel haciendo una solución acuosa coloidal de nanopartículas de carbonitruro para que se asentaran primero en un hidrogel. luego convertirlo en un aerogel estable mediante una tecnología de liofilización convencional. "Este método tiene varias ventajas, incluyendo escalabilidad para producción en masa y bajo costo, ", dijeron los autores. En combinación con un cocatalizador de platino, el aerogel era un fotocatalizador mucho mejor para el desprendimiento de hidrógeno que el carbonitruro a granel, y se generó peróxido de hidrógeno a partir de agua pura bajo irradiación con luz visible cuando fallaba el carbonitruro a granel.

Por lo tanto, uniendo fuerzas de características químicas y físicas desde la nano a la macroescala, han creado un nuevo material ligero con excelentes perspectivas catalíticas. Esta prometedora aplicación de bloques de construcción de melamina señala el camino a seguir hacia nuevos materiales, y está muy lejos de la producción en masa bien establecida de la luz y duradera, pero no tan platos de plástico de melamina termoestables.