Química por tipo de guiso
¿Puede ser tan fácil combinar sustancias muy diferentes en una "síntesis de un solo paso" para crear una nueva clase de materiales?
Químicos de la Universidad de Constanza describen cómo han hecho posible una reacción muy poco habitual.
Es un viejo sueño de la humanidad combinar lo mejor de dos mundos: reunir las ventajas de dos cosas opuestas sin tener que aceptar sus desventajas. Este viejo sueño también se hace realidad en química: ¿qué bueno sería combinar las propiedades de las sustancias orgánicas e inorgánicas?
Las sustancias orgánicas son sinónimo de gran diversidad funcional, mientras que las inorgánicas son muy estables. El hecho de que los químicos quieran unirlas en forma de materiales híbridos no es nada nuevo. El único problema es que las sustancias orgánicas e inorgánicas requieren condiciones de reacción muy diferentes. No basta con echarlas en una olla y removerlas dos veces. ¿O sí? El grupo de trabajo de la profesora Dra. Miriam Unterlass en la Universidad de Constanza ha desarrollado un proceso que puede hacer precisamente eso: "síntesis de una sola olla", como la llaman los químicos, o mejor dicho, "síntesis de una olla".
"Síntesis de una sola olla" significa exactamente lo que el nombre sugiere: Los muy diferentes reactivos no se tratan por separado, sino que se juntan todos en un recipiente común. Es muy importante que las reacciones de las diferentes clases de sustancias se produzcan al mismo tiempo y de forma sinérgica. Sin embargo, para que esto funcione, hay que encontrar el equilibrio adecuado entre las diferentes condiciones de reacción. Esto es muy complicado y requiere mucho trabajo de laboratorio, pero como demuestran los químicos de Constanza, puede ser muy fácil con la "receta adecuada".
El punto de cocción adecuado
"La belleza de nuestro método reside en su sencillez", subraya Frank Sailer, que desempeñó un papel clave en el desarrollo de la síntesis en una sola olla en su tesis doctoral. "Como en un guiso, hay que encontrar el punto justo de cocción para que las lentejas aún no se hayan desintegrado, pero las patatas ya estén bien cocidas". Aplicado a las reacciones químicas, esto significa Se necesita la proporción adecuada de presión, temperatura y tiempo. Y, por supuesto, los ingredientes adecuados.
"No necesitamos catalizadores ni disolventes tóxicos", dice Sailer, citando las ventajas del proceso: es, por tanto, sostenible y respetuoso con el medio ambiente. El único disolvente utilizado es isopropanol puro (el principal componente de los desinfectantes), que es inocuo y está disponible en grandes cantidades. Los principales ingredientes de la nueva clase de material son moléculas colorantes especiales, los llamados pigmentos, y dióxido de titanio estratificado.
Si es tan sencillo, ¿por qué no se descubrió hace tiempo este proceso de reacción? "Porque la idea es muy inusual. Los componentes orgánicos no suelen sintetizarse en estas condiciones", explica Sailer. Averiguar tales vías de reacción es un objetivo declarado del grupo de trabajo de Miriam Unterlass: investiga cómo pueden optimizarse los procesos de síntesis química eligiendo las condiciones marco adecuadas y conducir a resultados mejores y más sostenibles. "Producimos mejores materiales de forma más rápida y respetuosa con el medio ambiente", explica Miriam Unterlass.
¿Lo mejor de los dos mundos?
Entonces, ¿es lo mejor de ambos mundos lo que ha surgido de la síntesis en una sola olla? En sentido estricto, es mucho más que eso. "No queremos sólo una suma de propiedades, sino una interacción sinérgica", aclara Frank Sailer, "nuevas propiedades que los dos materiales de partida no tienen". La nueva clase de materiales que Sailer y sus colegas han creado está prácticamente predestinada a las baterías debido a su estructura en capas. El nombre de la nueva clase de materiales: Pigmentos@TiO2.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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