Imagen del marco orgánico de enlace de hidrógeno creado CPHATN- (TCB) (izquierda), y su versión activada, CPHATN-1a (derecha). Crédito:Hisaki I. et al., Estructuras orgánicas ligadas al hidrógeno sensibles a los ácidos, Revista de la Sociedad Química Estadounidense , 7 de enero 2019
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Hokkaido en Japón ha construido un material poroso que es muy estable y cambia de color cuando se expone al vapor ácido. Se cree que este es el primer caso informado de una estructura orgánica con enlaces de hidrógeno que cambia de color en respuesta al ácido. Los hallazgos se describen en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .
Los químicos están trabajando para desarrollar materiales porosos hechos de moléculas orgánicas que tienen estructuras con aberturas bien definidas que pueden separar y almacenar gases. Dichos materiales también se pueden utilizar en dispositivos y sensores electrónicos.
En particular, los investigadores están investigando cómo fabricar materiales utilizando moléculas unidas por enlaces de hidrógeno, conocidos como estructuras orgánicas de enlace de hidrógeno (HOF). Los HOF son altamente cristalinos, flexible, y regenerable, lo que los convierte en candidatos atractivos. Pero también pueden ser frágiles y desmoronarse.
Ichiro Hisaki, químico del Instituto de Investigación de Ciencias Electrónicas de la Universidad de Hokkaido, junto con Anderrazzak Douhal, fotofísico de la Universidad de Castilla La Mancha, España y sus colegas desarrollaron un marco en forma de hexágono, llamado CPHATN-1a, y encontró un atributo sorprendente:cambia de color de amarillo a marrón rojizo cuando se expone a una solución ácida o vapor ácido. Cuando se elimina la solución ácida o el vapor, ya sea mediante calentamiento o evaporación ambiental, el HOF volvió a su color amarillo original.
El CPHATN-1a recién creado se muestra en su estado original con un color amarillo (izquierda). Después de estar expuesto a una solución ácida, el compuesto cambió su color a rojo oscuro (centro), volviendo a su color original después de que la solución se disipa (derecha). Crédito:Hisaki I. et al., Estructuras orgánicas ligadas al hidrógeno sensibles a los ácidos, Revista de la Sociedad Química Estadounidense , 7 de enero 2019
Los investigadores determinaron que el cambio de color es causado por la adición de protones a los átomos de nitrógeno dentro del compuesto. que cambia el espectro de luz absorbida.
Pruebas adicionales revelaron que CPHATN-1a es extremadamente estable, manteniendo su estructura porosa a temperaturas de al menos 633 Kelvin (359 C). El material robusto también resistió a calentarse, solventes orgánicos comunes, incluyendo cloroformo, etanol y agua, conservando su estructura en lugar de disolverse o romperse.
"Los resultados actuales abrirían una puerta para desarrollar nuevos materiales porosos con capacidad de respuesta a estímulos, "Los investigadores señalan. Estos podrían usarse en la creación de nuevos sensores o para la visualización de reacciones químicas diminutas".
