Las estructuras metalorgánicas son materiales porosos que pueden absorber cantidades increíbles de sustancias, y los investigadores esperan usarlos para limpiar contaminantes o como parte de las celdas de combustible que almacenan gas hidrógeno.
Ahora, Los químicos de la Universidad de Michigan han desarrollado un método más simple y eficiente para fabricar estructuras organometálicas a gran escala que hace que los MOF sean lo más porosos posible. De hecho, un solo gramo de MOF producido por los químicos puede absorber el material de un campo de fútbol, si el material se colocara en una sola capa a lo largo del campo.
Los MOF son materiales porosos hechos de grupos de metales unidos entre sí con moléculas orgánicas; imagínese los conectores y varillas en Tinkertoys. Esta construcción crea estructuras con superficies muy elevadas.
Por ejemplo, Los MOF podrían usarse para limpiar los productos farmacéuticos del agua atrayendo las moléculas de los productos farmacéuticos y haciendo que se adhieran a las estructuras interiores del MOF. en un proceso llamado "adsorción". Cuanto mayor sea el área de superficie de un MOF, cuanto más material pueda adsorber.
Pero estas propiedades no son fáciles de conseguir, dice Adam Matzger, autor principal del estudio y profesor de química y de ciencia e ingeniería macromolecular de la UM.
Los MOF a menudo se crean en solventes que solo hierven a temperaturas muy altas. Para hacer un MOF poroso, los químicos deben "activar" los MOF eliminando ese solvente. Eso generalmente se ha hecho bañándolos en diferentes disolventes que tienen puntos de ebullición bajos durante horas o días. intercambiando un solvente por otro en el MOF.
También es difícil eliminar todas las moléculas de disolvente de reemplazo que obstruyen los MOF, que fueron colocados allí por el proceso de activación. Parte del problema Matzger dice:es que los solventes de reemplazo tienden a tener una alta tensión superficial. Cuando extrae esos disolventes de los MOF, el solvente se adhiere a las delicadas estructuras dentro de MOF y puede destruirlas.
"Cuando quita algo con una tensión superficial alta de un MOF, tira de ese poro y tiende a hacerlo colapsar, ", dijo." Al pasar a una tensión superficial ultrabaja, podemos evitar eso ".
Previamente, los químicos habían usado lo que se llama dióxido de carbono supercrítico, o dióxido de carbono en una fase híbrida de líquido / gas, mantenido bajo una cierta temperatura y presión.
"Pero es difícil de usar, "Dijo Matzger." Tienes que mantenerlo bajo una presión muy alta, y requiere equipo especializado. No es genial para producir MOF a mayor escala ".
El equipo también descubrió que el intercambio de solventes es extremadamente rápido y que los solventes con tensiones superficiales ultrabajas pueden activar con éxito los MOF. Dos delicados MOF altamente porosos, UMCM-9 y FJI-1, Puede lograr una superficie máxima utilizando disolventes como n-hexano o perfluoropentano. Estos disolventes activan los MOF en cuestión de minutos, permitiéndoles pasar de objetos de curiosidad en el laboratorio a la próxima generación de adsorbentes de importancia industrial.
"Creemos que es una alternativa muy fácil, ", Dijo Matzger." Puede utilizar disolventes disponibles en el mercado en lugar de dióxido de carbono supercrítico especializado ".
