Los investigadores de la Universidad de Kyoto han desarrollado un nuevo enfoque para controlar la fabricación de materiales blandos y porosos, superando un desafío principal en la ciencia de los materiales.
Los materiales blandos, porosos y similares a un gel que tienen una estructura estable a pesar de sus pequeñas cavidades tienen una amplia variedad de aplicaciones potenciales. El aislamiento de edificios, los dispositivos de almacenamiento de energía, las tecnologías aeroespaciales e incluso las limpiezas ambientales pueden beneficiarse de la incorporación de luz ymateriales flexibles.
Los ensamblajes moleculares llamados poliedros organometálicos MOP son los principales competidores para estos materiales debido a sus interesantes formas y porosidad. Pero fabricar materiales a partir de estos ensambles con porosidad intrínseca y controlada sigue siendo un desafío.
Shuhei Furukawa del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares iCeMS de la Universidad de Kyoto, con colegas en Japón y España, encontraron una manera de controlar la síntesis de un gel poroso a través del autoensamblaje de MOP usando enlazadores orgánicos.
Comenzaron con un MOP de forma cuboctaédrica formado por átomos de rodio unidos con fuertes enlaces carboxilato, que le dan un alto grado de estabilidad estructural. Los MOP se colocaron en un solvente líquido con moléculas orgánicas 'enlazadoras' para desencadenar el autoensamblajeEl equipo descubrió que agregar gradualmente enlazadores a la solución y cambiar la temperatura de la solución les permitió controlar la formación y el tamaño de las partículas esféricas que se desarrollaron.
Los investigadores descubrieron que los cambios sutiles en las condiciones de reacción influyeron en gran medida en el resultado de las reacciones. Cuando el equipo agregó una gran cantidad de moléculas enlazadoras a la solución de rodio MOP a 80 ° C y luego la enfrió rápidamente a temperatura ambiente, un gelLuego, el equipo trató el gel con dióxido de carbono supercrítico. El gas reemplazó el componente líquido del gel, lo que llevó a la formación de un 'aerogel' ultraligero.
"Prevemos que al comprender la relación entre las geometrías de escala molecular y las formas macroscópicas resultantes, se puede lograr un avance real hacia el desarrollo de materia blanda que sea permanentemente porosa y susceptible de procesamiento de materiales", concluyen los investigadores en suestudio publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza . Sus hallazgos podrían conducir a la fabricación de materiales blandos y flexibles que tienen porosidad permanente, dicen.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kioto . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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