La UA crea uns materials a la frontera de l’«ordre i el desordre» amb revolucionàries aplicacions en química sostenible
El Laboratori de Nanotecnologia Molecular (NANOMOL) de la Universitat d’Alacant (UA) ha desenvolupat una nova família de materials que presenten revolucionàries oportunitats per a la indústria química, les renovables i la reducció de contaminants. La troballa, publicada a la prestigiosa revista científica Nature Communications, obre infinites possibilitats per a sectors com l’energètic o el farmacèutic.
En general, els científics busquen fabricar materials molt ordenats. Per exemple, les zeolites, la família de catalitzadors més important i més utilitzada a la indústria química, estan fetes d’unitats que es repeteixen periòdicament. «Obsessionats per l’ordre, hem deixat de banda els materials que estan entre allò desordenat i allò ordenat, on les oportunitats són infinites. Ens hem adonat que als materials imperfectes i poc ordenats hi ha innombrables oportunitats per fabricar nous materials amb propietats úniques», explica la investigadora de la UA i autora de l’article, Noemí Linares.
«En el que és defectuós i desordenat no hi ha les limitacions que sovint imposen les estructures regulars, cosa que obre una infinitat d’oportunitats per a la creació i disseny de materials», destaca el catedràtic de Química Inorgànica de la UA i director de NANOMOL, Javier García Martínez. Basats en aquesta idea, els investigadors de la UA han construït materials que estan a mig camí entre les estructures ordenades, anomenades zeolites. Aquests materials híbrids presenten importants avantatges com una elevada àrea superficial, que els permet transformar molècules molt voluminoses, cosa que fins ara no era possible amb les zeolites convencionals que presenten porus molt estrets. En concret, es tracta d’un “material a la frontera entre l’ordre i el desordre”, com ho defineix la investigadora i també autora de l’article Mónica J. Mendoza Castro, “que presenta cavitats irregulars però molt grans, que permeten transformar molècules més complexes i voluminoses».
Aquesta tecnologia ha estat patentada per la UA que espera laprovació final. «Estem identificant empreses que puguin estar interessades a portar aquests materials a la indústria, però, més enllà de les seves aplicacions, aquest descobriment és fascinant des del punt de vista geomètric i estructural», indica Javier García Martínez.
Per aconseguir aquests materials l’equip d’investigadors de la Universitat d’Alacant ha utilitzat un procés ben conegut que permet transformar una zeolita en una altra, però interrompent aquesta conversió per obtenir els materials intermedis, a mig fer, que contenen característiques dels dos sòlids. Per explicar aquest procés, el catedràtic de la UA utilitza el següent exemple: «és com si haguéssim aturat la transformació d’un cuc en papallona, quan encara el procés no s’ha acabat i hem descobert que en aquesta etapa hi ha una cosa completament nova, fascinant i amb innombrables aplicacions».
La troballa presenta una revolució al camp de la catàlisi que és clau per fer més sostenible la indústria química. «En el nostre cas, com es recull a l’article publicat a Nature Communications, seleccionem les parts més interessants de cada zeolita per fer alguna cosa nova i amb la composició més adequada per a cada aplicació», afegeix Noemí Linares. A més, la flexibilitat estructural dels materials dissenyats per la UA permet que les molècules poden entrar i sortir més fàcilment reduint els residus de carbó i les emissions de CO2 a l’atmosfera.
Aquest treball, en què també han participat investigadors de la Universitat de Mànchester (Regne Unit), està cofinançat amb fons del projecte europeu Horitzó 2020 ZeoBioChem i pel Ministeri de Ciència i Innovació, a través del Programa Estatal d’R+D+i orientat als «Reptes de la Societat» (AEI/FEDER, UE).
Informació i Foto: Universitat Alacant
