Diagrama gráfico de la semilla dentro de MOF que muestra cómo las moléculas más pequeñas fluyen a través de los poros de MOF y son cambiadas de alguna manera por las nanopartículas adheridas a la semilla. Las moléculas más grandes no pasan por los poros y quedan excluidas. Crédito de la imagen:Dr. Paolo Falcaro y Dr. Dario Buso
(PhysOrg.com) - Los científicos de CSIRO han desarrollado una técnica simple pero efectiva para hacer crecer y agregar valor a un nuevo y emocionante grupo de materiales inteligentes que podrían usarse en áreas como la detección óptica y el almacenamiento y administración de medicamentos.
Trabajando con un equipo de colaboradores internacionales, El Dr. Paolo Falcaro y el Dr. Dario Buso del Future Manufacturing Flagship de CSIRO han desarrollado una forma revolucionaria de controlar el crecimiento, y proporcionar funcionalidad adicional, a una familia de materiales inteligentes conocidos como estructuras organometálicas, o MOF.
Los MOF consisten en cristales ultraporosos bien ordenados que forman estructuras multidimensionales con enormes áreas de superficie. Un gramo del material puede tener la superficie de más de tres campos de fútbol.
Sus espaciosos poros proporcionan a los MOF el potencial de ser utilizados como "esponjas" para almacenar gases como el hidrógeno, dióxido de carbono o gas natural. También podrían usarse como tamices de tamaño nanométrico para purificar gases o líquidos, para catálisis, o para el transporte dirigido de medicamentos en el cuerpo.
Se ha publicado un artículo sobre la investigación en la última edición de la revista científica, Comunicaciones de la naturaleza .
Según el Dr. Buso, aunque los MOF tienen muchas aplicaciones prácticas potenciales, son difíciles de controlar y lentos para crecer.
Imagen de microscopio electrónico de barrido de la semilla dentro de los cristales de MOF. Crédito de la imagen:Dr. Paolo Falcaro y Dr. Dario Buso
"Para abordar estos problemas, Hemos desarrollado una nueva técnica conocida como siembra que permite al usuario tener un control completo sobre dónde y cómo crecen los cristales de MOF. Además, la técnica de siembra acelera enormemente el proceso de crecimiento.
“Hemos descubierto que los cristales de MOF crecen de una manera completamente ordenada y predecible una vez que introducimos micropartículas esféricas cerámicas, conocidas como semillas, en la solución de MOF. En efecto, las semillas "fijan" los cristales de MOF a la superficie. Entonces, al controlar la ubicación de las semillas, podemos controlar cómo y dónde crecen los MOF, incluso en superficies tridimensionales complejas.
"No solo eso, pero la adición de las semillas permite que los cristales de MOF se formen tres veces más rápido que de forma convencional, ”Dijo el Dr. Bruso.
El Dr. Falcaro dijo que las semillas no solo permiten a sus colegas controlar el crecimiento de los cristales de MOF, sino que también les permiten construir una funcionalidad adicional dentro de las estructuras de MOF.
“Para aprovechar al máximo la flexibilidad de los MOF, queríamos ver si podíamos darle al material propiedades adicionales utilizando nuestra nueva técnica, ”Dijo el Dr. Falcaro. “Estábamos emocionados de descubrir que era relativamente sencillo incrustar nanopartículas activas en la semilla y luego incrustar la semilla dentro del MOF.
"Por ejemplo, Hemos descubierto que podemos agregar nanopartículas a la semilla que hacen que MOF sea magnético, luminiscente, catalítico, fotocromático:todo sin comprometer la calidad de la estructura MOF. De hecho, hemos desarrollado una nueva clase de compuestos MOF adaptativos formados por un núcleo funcional rodeado por un marco ultraporoso ".
