Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y otros centros internacionales han logrado fabricar este silicato cristalino con poros extra grandes mediante la expansión y conexión de cadenas de sílice. Este material tiene aplicaciones en procesos de descontaminación y catalíticos.
Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) lidera una investigación internacional que ha logrado crear la zeolita más porosa del mundo. El estudio, publicado en la revista Nature, abre nuevas vías para trabajos de descontaminación de agua y gas y “demuestra que es posible hacer materiales más porosos y que sean estables". Así lo defiende Miguel Camblor, investigador del ICMM y autor principal del trabajo.
Las zeolitas son silicatos cristalinos microporosos. Se trata de materiales con aplicaciones en descontaminación, catálisis (aumento de la velocidad de una reacción en presencia de un catalizador), adsorción de gases e intercambio de cationes.
Durante décadas la obtención de zeolitas estables con una mayor porosidad y, por lo tanto, capacidad de absorción y procesamiento de moléculas grandes, ha sido un objetivo científico importante. Esto, sin embargo, no es un reto sencillo: “Hasta hace poco desafiaba nuestra capacidad sintética”, indica Camblor.
El equipo liderado por este investigador ya desarrolló en los últimos años dos zeolitas con poros “extragrandes” en las tres direcciones espaciales que a la vez presentaban una alta estabilidad. En esta ocasión ha creado una zeolita de aluminosilicato estable con poros extragrandes abiertos a través de anillos de más de 12 tetraedros, que es capaz de procesar moléculas aún más grandes.
“El año pasado partíamos de un material en cadenas y lo condensábamos para hacer una zeolita de poro extragrande. Ahora, en lugar de conectar directamente esas cadenas, hemos puesto silicios entre medias para hacer los poros todavía más grandes", explica el investigador del ICMM-CSIC.
Los científicos Miguel Camblor y Huajian Yu analizan una muestra en su laboratorio. / Ángela R. Bonachera/ICMM-CSIC
“La estructura de esta zeolita presenta características nunca vistas y demuestra que con métodos distintos se pueden encontrar cosas que se creían imposibles, como este récord del mundo de porosidad”, destaca Camblor, que indica que ya han usado la zeolita para la absorción de compuestos orgánicos volátiles.
Para determinar la estructura de la zeolita, el equipo de investigación ha combinado técnicas de difracción de electrones y de difracción de polvo con rayos X, esta última disponible en la línea de luz MSPD del Sincrotrón ALBA (Cerdanyola del Vallès, Barcelona). Los rayos X producidos en esta instalación permitieron obtener información crucial de la posición de los átomos en la estructura de la zeolita.
Además, añadiendo titanio al material, se ha visto que es capaz de funcionar como catalizador en la oxidación de propileno con hidroperóxido de cumeno, un proceso que no deja residuos y es 100 % selectivo. “Es mejor que el catalizador convencional, lo que hace que esta zeolita sea muy prometedora en sectores industriales relevantes”, concluye el científico.
Además de diversos centros de investigación de China, en este trabajo ha participado el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA, del CSIC y la Universidad de Zaragoza) y el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP-CSIC).
Referencia:
Zihao Rei Gao et al. "Interchain expanded extra-large-pore zeolites". Nature
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
