Desarrollan una potente y novedosa estrategia para sintetizar nuevos materiales
En la búsqueda de nuevos materiales con excelentes propiedades para aplicaciones específicas, se han desarrollado a lo largo de los años estrategias de síntesis que han permitido un control cada vez más preciso del proceso y, en consecuencia, de su resultado. En la química reticular se utilizan bloques de construcción moleculares específicamente diseñados para crear nuevas estructuras cristalinas porosas, cuyas propiedades están fuertemente relacionadas con la disposición periódica de esos componentes básicos. Estos materiales llamados reticulares incluyen las estructuras metalorgánicas (MOF), las estructuras covalentes-orgánicas (COF) y los poliedros metalorgánicos (MOP).
Unos científicos y científicas han llevado un paso más allá el enfoque de diseño de estructuras usado en la química reticular, proponiendo una novedosa estrategia de síntesis. En lo que han denominado “clip-off chemistry”, es decir “química de corte”, se generan nuevos materiales o moléculas rompiendo selectivamente algunos enlaces de materiales reticulares conocidos.
La innovación la ha presentado un equipo de investigación integrado por especialistas del ICN2 (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia), la UAB (Universitat Autònoma de Barcelona), el Sincrotrón ALBA (en Cerdanyola del Vallès, Barcelona) y el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España. La coordinación ha corrido a cargo del profesor ICREA Daniel Maspoch y el Dr. Inhar Imaz, respectivamente jefe de grupo e investigador senior del Grupo de Nanoquímica y Materiales Supramoleculares del ICN2. En la investigación también han participado Sergio Jurado y Félix Busqué, investigadores del Departamento de Química de la UAB.
El equipo de investigación ha demostrado la validez de su aproximación, modificando MOFs tridimensionales o MOPs cerodimensionales mediante la ruptura (en vez de la formación) de enlaces en su arquitectura. Dado que solo se escinden los enlaces seleccionados, las estructuras resultantes presentan una nueva topología y propiedades diferentes, al tiempo que conservan su dimensionalidad original. Sin embargo, para que esta técnica funcione, el material reticular precursor debe tener grupos alquenos (que son grupos funcionales que contienen uno o más dobles enlaces carbono-carbono) escindibles situados en posiciones específicas de su estructura.
Utilizando por primera vez la química de corte, los autores del estudio sintetizaron nuevas estructuras moleculares, partiendo de otras ya existentes. Para realizar estas síntesis, se introdujeron químicamente grupos alquenos escindibles en los materiales precursores. En la práctica, se sustituyeron algunos de los enlazadores originales por otros de tamaño y geometría similares que contenían los grupos deseados, es decir, los enlaces rompibles. Tras un tratamiento adecuado, esos enlaces se dividen y lo que queda es una estructura reticular formada únicamente por los circuitos de conexiones que no incluían los grupos escindibles.
Por tanto, se proporciona a la comunidad científica una poderosa herramienta para crear nuevos materiales y moléculas. La aplicación de esta técnica a varias estructuras puede conducir a la ingeniería de una plétora de nuevos bloques y estructuras moleculares.
El estudio se titula “Clip-off Chemistry: Synthesis by Programmed Disassembly of Reticular Materials”. Y se ha publicado en la revista académica Angewandte Chemie. (Fuente: UAB. CC BY-NC 4.0)
