Adsorción, catálisis, o sustratos para el crecimiento de tejidos:los materiales porosos tienen muchas aplicaciones potenciales. En el diario Angewandte Chemie , Un equipo de investigadores chinos y australianos ha introducido un método para la síntesis de estructuras de óxido de hierro tridimensionales (3D) ultraligeras con dos tipos diferentes de poros nanoscópicos y propiedades de superficie sintonizables. Este material superparamagnético se puede cortar en formas arbitrarias y es adecuado para aplicaciones como la catálisis multifásica y la eliminación de iones de metales pesados y aceite del agua.
Los materiales con sistemas de poros organizados jerárquicamente, lo que significa que las paredes de los macroporos con diámetros en el rango de micrómetros contienen mesoporos de unos pocos nanómetros, ocupan un lugar destacado en la lista de deseos de los investigadores de materiales. Las ventajas de estos materiales incluyen su gran superficie y la fácil accesibilidad de los poros pequeños a través de los más grandes. La gran conveniencia de estos materiales va acompañada del grado de dificultad para producirlos a escala industrial.
Los científicos de la Universidad de Fudan (China) y la Universidad de Monash (Australia) han producido con éxito una estructura de óxido de hierro ultraligera con poros de 250 µm y 18 nm en un proceso que se puede utilizar a escala industrial. Un equipo dirigido por Gengfeng Zheng y Dongyuan Zhao utilizó esponjas de poliuretano altamente porosas como "matriz", empapados con hexacianoferrato de potasio amarillo (K 4 [Fe (CN) 6 ]). La hidrólisis posterior resultó en nanocristales cúbicos de azul de Prusia (hexacianoferrato de hierro), un pigmento azul oscuro, que se depositaron por todas las superficies de la esponja. La esponja de poliuretano se quemó completamente mediante pirólisis y el azul de Prusia se convirtió en óxido de hierro. El resultado es un marco 3D de cubos de óxido de hierro que a su vez están hechos de nanopartículas de óxido de hierro y contienen mesoporos. El material es tan ligero que los investigadores pudieron equilibrar un 240 cm 3 pieza en una flor de adelfa.
Las modificaciones simples permiten variar la superficie de la estructura 3D de fuertemente hidrofílica a fuertemente hidrofóbica para diferentes aplicaciones. Los investigadores lo demostraron al eliminar los iones de arsénico del agua contaminada y al separar el agua de la gasolina. En el último experimento, la estructura de óxido de hierro recubierta de resol absorbió más de 150 veces su propio peso en gasolina.
Las estructuras recubiertas de resol también son adecuadas para su uso como nanoreactores para reacciones catalíticas multifase entre reactivos hidrófilos e hidrófobos, que normalmente solo se puede hacer miscible mediante la adición de varios reactivos de transferencia de fase y codisolventes. Con la estructura de óxido de hierro recubierta de resol, la reacción es mucho más rápida y selectiva sin estos aditivos, dando altos rendimientos. Esto se debe a las superficies hidrófilas / hidrófobas sintonizables de los mesoporos, que absorben ambos reactivos y los ponen en contacto entre sí. El catalizador se puede recuperar magnéticamente, porque las nanopartículas de óxido de hierro de los marcos 3D son superparamagnéticas.
