Las emisiones de gases de efecto invernadero contribuyen significativamente al calentamiento global. No sólo el dióxido de carbono (CO₂ ), pero también los gases que contienen flúor, incluidos los llamados hidrocarburos perfluorados o polifluorados, o PFC, tienen una participación significativa en este desarrollo. Investigadores del Instituto de Química Orgánica de la Universidad de Heidelberg dirigidos por el Prof. Dr. Michael Mastalerz desarrollaron recientemente nuevos materiales cristalinos que pueden adsorber selectivamente las moléculas de dichos enlaces carbono-flúor. Los investigadores de Heidelberg esperan que estos cristales porosos puedan ser útiles para la unión y recuperación específicas de PFC.

Los carbones polifluorados son compuestos orgánicos de varias longitudes en los que los átomos de hidrógeno de los alcanos se reemplazan parcial o totalmente por átomos de flúor. Estos átomos son químicamente muy estables. No son de naturaleza ubicua y se utilizan principalmente para procesos de grabado en la industria de semiconductores, en cirugía ocular y en diagnósticos médicos como potenciadores de contraste para ciertos exámenes de ultrasonido.

"A diferencia del CO₂ , que está integrado en los ciclos de materiales naturales, los PFC se acumulan en la atmósfera y permanecen allí durante varios miles de años antes de descomponerse", dice el profesor Mastalerz. En comparación con el dióxido de carbono, los PFC tienen un potencial de calentamiento global mucho mayor:el impacto de una molécula de PFC es virtualmente igual a 5000 a 10 000 CO₂ moléculas. Según el investigador, eso hace que los hidrocarburos polifluorados sean un problema permanente que no solo está contribuyendo al calentamiento global ahora, sino que también lo está acelerando.

Con su grupo de investigación del Instituto de Química Orgánica de la Universidad de Heidelberg, el Prof. Mastalerz ha desarrollado un nuevo tipo de material cristalino que puede adsorber hidrocarburos polifluorados de forma altamente selectiva, uniéndolos a su superficie interior. Los cristales porosos se basan en compuestos de jaula orgánicos de forma persistente que llevan cadenas laterales que contienen flúor en los puntales interconectados. Estas cadenas laterales reaccionan de acuerdo con el principio de "lo similar se atrae" a través de interacciones flúor-flúor con las moléculas de PFC, asegurando que se depositen en la superficie interna del material.

En sus experimentos, los investigadores de Heidelberg demostraron que los cristales que desarrollaron se unen a ciertos gases que contienen flúor, como el octafluoropropano o el octafluorociclobutano, aproximadamente de 1500 a 4000 veces más fuertemente que el dinitrógeno, el principal componente del aire. Según el Prof. Mastalerz, estos números representan selectividades extraordinariamente altas para unirse a dichos PFC.

Actualmente, el Prof. Mastalerz y su equipo están trabajando para aumentar aún más la selectividad de los cristales y transferir el proceso a otros gases fluorados, como los que se utilizan en la anestesia médica. “Veo un enorme potencial de desarrollo en esta área”, dice el investigador. Él espera que el adsorbente pueda usarse para la recuperación de hidrocarburos polifluorados en su punto de uso.

Los resultados de la investigación se publicaron en Advanced Materials . + Explora más

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