Los cristales menos densos conocidos, útiles en la generación de energías limpias
(NC&T) La investigación demuestra cómo han resultado útiles los principios de diseño de la química reticular para crear armazones orgánicos covalentes tridimensionales, que son construidos por entero con fuertes enlaces covalentes y que tienen una alta estabilidad térmica, áreas de gran superficie y densidades sumamente bajas.
El equipo dirigido por Omar Yaghi, profesor de química y bioquímica en la UCLA, ha desarrollado una clase de materiales en los que pueden cambiarse los componentes casi a la carta. La química reticular une los ladrillos moleculares con fuertes ataduras para formar estructuras predeterminadas. Los principios de la química reticular y la capacidad para construir estructuras químicas a partir de estos ladrillos moleculares, han llevado a la creación de nuevas clases de materiales, de excepcional variedad.
Los armazones orgánicos covalentes (o COFs, por sus siglas en inglés), una de estas nuevas clases de materiales, constituyen las primeras redes orgánicas cristalinas porosas. Un miembro de esta serie, el COF-108, tiene la densidad más baja de la que se tenga noticia para cualquier material cristalino. El COF-108 tiene un área superficial alta, con más de 4.500 metros por gramo. Un gramo, bien desplegado, podría cubrir el área de la superficie de unas 30 canchas de tenis.
En el esfuerzo por desarrollar métodos para controlar las emisiones de gases con efecto invernadero, uno de los mayores desafíos ha sido encontrar formas de almacenar el hidrógeno para su uso como combustible, emplear el metano como un combustible alternativo y capturar y almacenar el dióxido de carbono de las chimeneas de centrales eléctricas antes de que alcance la atmósfera. Yaghi y sus colegas creen que los COFs son particularmente adecuados para todas estas aplicaciones, debido a su flexibilidad funcional, su peso sumamente pequeño y su alta porosidad.
 | | La estructura COF-108. (Foto: José L. Mendoza-Cortés) |
A través de la química reticular, Yaghi ha desarrollado un proceso con el que es posible utilizar el arsenal de los bloques de construcción orgánicos para producir un gran número de nuevas estructuras de COFs, cuyos componentes pueden diseñarse con facilidad para satisfacer una aplicación particular. En estos materiales, el tamaño y la funcionalidad de los poros pueden ser variados a voluntad.
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