Los investigadores de la Universidad de Kyoto han diseñado un material a base de cobre para tamizar o almacenar gases. El principio utilizado para diseñar el material, descrito en la revista Ciencias , podría actuar como modelo para el desarrollo de materiales nanoporosos con una amplia variedad de energía, aplicaciones médicas y ambientales.

Los nanomateriales porosos que se utilizan actualmente para la separación y el almacenamiento de gases no se pueden sintonizar porque sus poros son persistentes y rígidos. Susumu Kitagawa, Nobuhiko Hosono, y sus colegas del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Células (iCeMS) de la Universidad de Kyoto querían encontrar una manera de cambiar dinámicamente el tamaño de los poros en este tipo de material.

Diseñaron un polímero de coordinación poroso que estaba formado por átomos de cobre unidos por ligandos en forma de mariposa hechos de ácido isoftálico y fenotiazina-5. 5-dióxido. El material resultante estaba compuesto por diminutas nanocajas, cada uno con ocho canales que sobresalen. A temperaturas muy bajas, los canales que conectaban las nanojaulas eran tan estrechos que estaban efectivamente cerrados. A medida que aumentaba la temperatura, los canales se ensancharon progresivamente, permitiendo que las moléculas de gas se muevan entre las jaulas.

El equipo descubrió que un gas podría moverse o quedar bloqueado dentro del material según el tamaño de las moléculas del gas y la amplitud de los canales del material a una temperatura determinada. También encontraron que el material adsorbía un gas a altas temperaturas y lo retenía cuando se aplicaban temperaturas ambientales. almacenar eficazmente el gas.

Es más, cuando los investigadores aplicaron mezclas de gases al material, descubrieron que podían separar los gases en función de la temperatura aplicada. Por ejemplo, el material adsorbió oxígeno selectivamente cuando se aplicó una mezcla de gases de concentraciones iguales de oxígeno y argón durante una hora a una temperatura de -93 ° C y una presión de un bar. El material adsorbió oxígeno de forma selectiva incluso cuando la concentración de argón en la mezcla era significativamente mayor que la del oxígeno.

"El sistema poroso presentado que utiliza un marco robusto con funcionalidad molecular térmicamente activa realiza adsorción / desorción de gas regulada por temperatura por diseño, en el que la flexibilidad local en la apertura juega un papel fundamental, "concluyen los investigadores.