Investigadores de la Universidad de Gotemburgo han producido un material poroso y estable en el que las cavidades se pueden utilizar para almacenar diversas sustancias. El material se puede utilizar tanto en la industria farmacéutica como para la filtración a nivel molecular.

Los materiales porosos son muy interesantes para los científicos, ya que pueden interactuar con partículas huéspedes, como iones, átomos y moléculas, en las cavidades del material. Los materiales porosos inorgánicos, como las zeolitas, ya se utilizan en detergentes, donde juegan un papel al intercambiar sus propios iones de sodio por los iones de calcio en el agua para convertirla en agua blanda.

El problema con los materiales porosos inorgánicos es la falta de flexibilidad para diseñarlos según sea necesario.

Más fácil de diseñar

"Basamos nuestro descubrimiento en la investigación de los enlaces de carbono covalentes que recibieron el Premio Nobel en 2010. En el pasado, pudimos crear materiales porosos orgánicos en forma de polvo utilizando moléculas de carbono, pero este enfoque es más adecuado para almacenar gases en el cavidades. Ahora podemos construir un material con capas de películas delgadas que es mucho más estable y más fácil de diseñar según nuestras especificaciones", dice Martin Ratsch, estudiante de doctorado en el Departamento de Química y Biología Molecular.

Ratsch construye películas porosas sobre una fina placa de oro, donde los enlaces de carbono covalentes crean una superficie porosa estable. Al agregar una cantidad controlada de moléculas a base de carbono activadas por el elemento paladio, puede crear películas porosas con el espesor deseado y con cavidades del tamaño adecuado. El resultado es una superficie lisa que permite a los investigadores combinar capas de películas con diferentes propiedades, un poco como una galleta de chocolate. Las sustancias se pueden colocar en las cavidades dentro del material según sea necesario.

"Existen varios campos de aplicación. La película porosa también puede actuar como una membrana en las baterías, cuando se desea controlar la cantidad de iones que pueden atravesar".

También funciona como filtro

Ratsch también señala que el nuevo material podría ser una forma interesante de filtrar soluciones hasta el nivel molecular, ya que se puede determinar el tamaño de las cavidades. En teoría, podría ser posible filtrar el vodka para que las moléculas de etanol queden atrapadas, mientras que las moléculas de agua más pequeñas pueden pasar a través de las cavidades.

La película porosa se ha producido en el laboratorio a muy pequeña escala. Queda mucha investigación por hacer, especialmente si se quiere que el proceso sea menos costoso.

"Usamos una lámina delgada de oro para construir el material y paladio como catalizador para crear los enlaces de carbono covalentes. Necesitamos encontrar otra sustancia como catalizador antes de que podamos aumentar la producción. Ese debería ser el siguiente paso en la investigación. y pueden pasar 10 años antes de que este material sea comercialmente viable".

La disertación se titula "Hacia películas de estructura orgánica covalente 3D" y se publica en línea. + Explora más

Membranas porosas inteligentes selectivas de iones