Una imagen compuesta que muestra (izquierda) una celosía en forma de panal a base de alúmina con celdas de aproximadamente una micra de diámetro, de la cual (derecha) se deriva una arquitectura de polímero de coordinación poroso equivalente (PCP) usando "fosilización inversa". Crédito:Universidad de Kioto iCeMS
En lo que puede resultar de gran ayuda para la industria, separar mezclas de líquidos o gases se ha vuelto considerablemente más fácil.
Usando un nuevo proceso que describen como "fosilización inversa, "Los científicos del Instituto WPI de Ciencias Integradas del Material Celular (iCeMS) de la Universidad de Kyoto han logrado crear sustancias porosas diseñadas a medida capaces de bajo costo, separación de alta eficiencia.
El proceso tiene lugar en el ámbito mesoscópico, entre lo nano y lo macroscópico, comenzando con la creación de una plantilla mineral con forma, en este caso usando alúmina, u óxido de aluminio. Esto luego se transforma en una red de forma equivalente que consiste completamente en cristales de polímero de coordinación poroso (PCP), que son en sí mismos conjuntos híbridos de elementos orgánicos y minerales.
"Después de crear la celosía de alúmina, "explica el líder del equipo, el profesor Shuhei Furukawa, "lo transformamos, molécula por molécula, de una estructura metálica a una en gran parte no metálica. De ahí el término 'fosilización inversa, 'tomar algo inorgánico y hacerlo orgánico, todo mientras conserva su forma y forma ".
Después de tener éxito en la creación de arquitecturas de prueba bidimensionales y tridimensionales utilizando esta técnica, los investigadores procedieron a replicar un aerogel de alúmina con un macroestructura esponjosa, para probar su utilidad en la separación de agua y etanol.
"La separación de agua / etanol normalmente no ha sido posible utilizando materiales porosos existentes, "elabora el Dr. Julien Reboul." Las estructuras basadas en PCP que creamos, sin embargo, combinar las propiedades adsortivas intrínsecas de nano-nivel de los propios PCP con las propiedades meso y macroscópicas de los aerogeles de plantilla, aumentando enormemente la eficiencia y la capacidad de separación ".
El director del laboratorio y subdirector de iCeMS, el profesor Susumu Kitagawa, ve el logro del equipo como un avance significativo. "Hasta la fecha, Se ha demostrado que los PCP por sí solos poseen propiedades muy útiles, incluido el almacenamiento, catálisis, y sintiendo, pero la propia utilidad del tamaño de sus poros a nanoescala ha limitado su aplicabilidad a procesos industriales de alto rendimiento. Usando la fosilización inversa para crear arquitecturas que incluyen más grandes, Los poros de mesoescala ahora nos permiten comenzar a considerar el diseño de tales aplicaciones ".