La producción de sustancias químicas normalmente requiere disolventes nocivos para el medio ambiente. Después de que el grupo de investigación de Miriam Unterlass, profesora de química del estado sólido en la Universidad de Konstanz, produjera por primera vez sustancias orgánicas sin sustancias nocivas calentándolas en agua caliente, los investigadores ahora pueden apuntarse otro éxito:a través de la síntesis hidrotermal, lograron logró formar y combinar conjuntamente sustancias orgánicas e inorgánicas en el mismo recipiente de reacción, específicamente, un sólido inorgánico que encierra moléculas de tinte orgánico. Cuando se expone a la luz, que es, en general, el recurso energético más respetuoso con el medio ambiente, el material híbrido funciona como un catalizador, es decir, un fotocatalizador. Dado que el fotocatalizador es un sólido, se puede utilizar varias veces.

El estudio fue publicado recientemente en línea por el Journal of Materials Chemistry A .

La síntesis hidrotermal, es decir, la producción de materiales bajo presión en agua caliente, se copia de la naturaleza. En depósitos subterráneos de agua caliente, por ejemplo, los cristales de roca se forman cuando los átomos disueltos en el agua caliente reaccionan entre sí, primero formando moléculas y luego cristales. Del mismo modo, se pueden producir moléculas inorgánicas en química sintética, y como se describe en un estudio sobre el proceso respetuoso con el medio ambiente en la síntesis de sustancias orgánicas de 2021 de Miriam Unterlass, también se pueden producir moléculas orgánicas sin disolventes tóxicos.

Sinergia respetuosa con el medio ambiente de ambos procesos

Una sinergia respetuosa con el medio ambiente de ambos métodos surge de los resultados actuales, en los que la primera autora, la Dra. Hipassia Moura, investigadora postdoctoral del equipo de Miriam Unterlass, desempeña un papel importante. Miriam Unterlass dice:"En nuestro trabajo, demostramos que es posible formar sustancias inorgánicas y orgánicas al mismo tiempo en 'agua caliente', y que algo útil sale de ella".

El hecho de que el material híbrido se pueda producir completamente sin disolventes tóxicos es aún más notable porque el equipo de investigación del químico trabaja con moléculas de tinte que normalmente requieren productos químicos altamente tóxicos para su síntesis. El núcleo de la nueva sustancia, que se creó en agua caliente, está formado por moléculas de tinte que existen como una solución, mientras que el material que las rodea tiene las propiedades de un sólido. El resultado es un sólido que se comporta como una solución en términos de propiedades ópticas.

Catalizador reutilizable

Los colorantes como soluciones tienen propiedades muy específicas. Las moléculas de colorante utilizadas por el equipo de investigación de Miriam Unterlass pueden absorber la luz y, por lo tanto, catalizar reacciones. Este proceso es similar a la fotosíntesis en las plantas, donde también son los pigmentos los que absorben la luz necesaria para la fotosíntesis. A diferencia de una solución que debe desecharse después de su uso, el material híbrido tiene la ventaja adicional de que puede usarse una y otra vez como catalizador, porque es como un sólido en el exterior.

Los objetivos específicos del equipo de investigación para la aplicación son pequeñas moléculas orgánicas que desempeñan un papel en los productos farmacéuticos. Sin embargo, en principio, el método es relevante para varias reacciones químicas y, por lo tanto, para la producción de innumerables productos sintéticos. Y aunque el agua aún debe calentarse para la síntesis del material híbrido, solo se requiere energía luminosa para el efecto catalítico. "La luz es el mejor recurso que tenemos. La luz no se puede agotar", dice Miriam Unterlass. + Explora más

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