Como Transformers, los seres robóticos vivientes que tienen la capacidad de cambiar sus cuerpos a voluntad, Los científicos ahora han desarrollado nuevos materiales nano-porosos 3-D que pasan por cambios conformacionales y se transforman en estructuras no porosas 2-D como resultado de un estímulo externo. Luego pueden cambiar a la estructura nano-porosa 3D original cuando el estímulo se invierte.
El estudio, desarrollado por un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y publicado hoy en la revista Materiales avanzados , puede tener aplicaciones potenciales como membranas para la separación selectiva de gases o la adsorción de gases, como catalizadores de reacciones químicas, como encapsulación y administración de fármacos para sustancias activas o adsorción de residuos peligrosos.
Los investigadores han desarrollado estos materiales utilizando moléculas a base de boro icosaédricas esféricas y flexibles como ligandos. "La forma esférica de los ligandos es el factor clave que permite que las estructuras vuelvan a su forma original, permitiendo la reordenación de las diferentes partes, y sin colapsar toda la estructura "dice José Giner, del Laboratorio de Materiales Inorgánicos y Catálisis del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC).
El material pertenece a una clase de material cristalino poroso formado por el ensamblaje de iones metálicos o grupos con enlazadores orgánicos puente que se denominan estructuras organometálicas (MOF). En este estudio, el uso de enlazadores esféricos en lugar de planos podría ayudar a estabilizar las estructuras flexibles. "La idea de enlazadores de forma esférica que evitan el colapso de la estructura también se puede entender así:dos capas se enrollarán una sobre la otra si están separadas por esferas; mientras que colapsarán si se utilizan pilares no esféricos, "explica Giner.
"La transformación observada es provocada no solo por disolventes orgánicos conveccionales sino también por CO2 supercrítico verde, Abriendo el camino a procesos sustentables ”dice Ana López-Periago del grupo de Fluidos Supercríticos y Materiales Funcionales del ICMAB.
Como prueba de concepto para aplicaciones potenciales, La encapsulación de las moléculas de fullereno se ha logrado atrapándolas durante la transición reversible de 2-D a 3-D, mientras se forma la estructura. "El proceso observado constituye una nueva forma de encapsular moléculas grandes que no pueden difundirse fácilmente en el material poroso, "agrega Giner.
El foco de la actividad científica del grupo LMI está en la química de los racimos de boro. Sus formas geométricas y el hecho de que contienen un ion semi-metálico, boro, les confieren propiedades únicas en gran parte desconocidas. El grupo explora la síntesis de nuevas estructuras y sus aplicaciones en diferentes campos, como agentes antitumorales, catálisis, desalinización del agua, o sensores.
