Por primera vez un equipo europeo, con participación española, ha demostrado experimentalmente el origen de la 'compensación en catálisis heterogénea'. Se trata de una ecuación química que relaciona dos parámetros de una reacción y que los científicos llevaban un siglo tratando de aclarar.
Un equipo internacional formado por científicos del Institut Català d'Investigació Química (ICIQ) y de los centros FHI (Alemania) y ETH (Suiza) ha resuelto la controversia acerca del origen de los efectos de compensación en catálisis heterogénea.
El fenómeno de la compensación en catálisis heterogénea fue descrito por F.H. Constable y E. Cremer a principios del siglo pasado. Este fenómeno se caracteriza por una ecuación matemática en la que se relacionan de forma lineal dos de los parámetros fundamentales en una reacción: la entalpía o variación de energía de una reacción y la entropía o grado de desorden.
Desde entonces, muchos han sido los investigadores que han intentado probar la veracidad de esta ecuación mediante simulaciones teóricas o sistemas modelo. Sin embargo, debido a la complejidad de los estudios experimentales y a la limitación de las técnicas, todavía no se había podido corroborar experimentalmente.
Ahora, el nuevo trabajo, publicado en la revista Nature Chemistry , es el primero en el cual se realizan pruebas experimentales para justificar el origen de los fenómenos de compensación. La reacción de estudio es la formación de cloro a partir de la oxidación del ácido clorhídrico mediante catálisis heterogénea de óxido de rutenio: la denominada reacción de Deacon.
Por primera vez se consigue cuantificar in situ el recubrimiento del catalizador (RuO2) por las distintas especies que participan en la reacción: cloro y oxígeno. Además, los estudios experimentales se acompañan de otros teóricos en los que el análisis de más de 2.000 simulaciones identifican la entropía configuracional de la superficie del catalizador, es decir, las distintas conformaciones que pueden adquirir las especies implicadas en la reacción al recubrir el catalizador, como la pieza clave que explica el origen de la compensación y verifica las observaciones de Constable-Cremer.
Esta pionera investigación ayuda a comprender mejor los fenómenos de compensación en catálisis heterogénea pudiendo dar lugar a la optimización de procesos químicos y la mejora de su eficacia.
Referencia bibliográfica:
Detre Teschner, Gerard Novell-Leruth, Ramzi Farra, Axel Knop-Gericke, Robert Schlögl, László Szentmiklósi, Miguel González Hevia, Hary Soerijanto, Reinhard Schomäcker, Javier Pérez-Ramírez, Núria López. "In situ surface coverage analysis of the RuO2- catalysed HCl oxidation reveals the entropic origin of compensation in heterogeneous catalysis". Nature Chemistry, julio de 2012. Doi:10.1038/nchem.1411.
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.
