Los vidrios MOF, estructuras híbridas que ensamblan átomos metálicos y moléculas orgánicas, son capaces de atrapar gases como el CO₂ o el hidrógeno. ¿El problema? Estos materiales se degradan rápidamente a altas temperaturas, lo que dificulta su conformado. Pero unos investigadores han encontrado una solución a la vez simple e ingeniosa, inspirada en la Antigüedad y con la ayuda de una IA.
El equipo internacional, que incluye científicos de la Universidad de Dortmund y la Universidad de Birmingham, ha publicado sus resultados en
Nature Chemistry. Su descubrimiento muestra que la adición de pequeñas cantidades de compuestos a base de sodio o litio modifica profundamente la estructura y las propiedades del vidrio MOF. Estos aditivos reducen la temperatura de reblandecimiento sin degradación, facilitando así la fabricación.
Aditivos químicos cuidadosamente seleccionados modifican el comportamiento de los vidrios MOF, ayudando a controlar su transformación.
Crédito: Shutterstock Este enfoque se inspira directamente en la forma en que los vidrios de silicato se han mejorado desde la Antigüedad. Al perturbar la red interna, se ajusta el punto de fusión y las propiedades mecánicas. El Dr. Dominik Kubicki de Birmingham explica que los vidrios MOF, como el ZIF-62, se reblandecen por encima de 300 °C, justo antes de degradarse. Gracias a estos aditivos, la ventana de transformación se amplía, abriendo el camino a aplicaciones concretas.
Para comprender cómo el sodio modifica la estructura, los investigadores utilizaron técnicas avanzadas. Se realizó una espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) a alta temperatura en el Reino Unido. Paralelamente, la inteligencia artificial permitió modelar las interacciones elaboradas. Las simulaciones revelaron que el sodio no se limita a llenar los poros: a veces reemplaza átomos de zinc, lo que relaja ligeramente la estructura y modifica su comportamiento.
Estos resultados permiten diseñar vidrios MOF a medida, adaptados a tecnologías de punta como la separación de gases, el almacenamiento químico o los recubrimientos especiales. Las perspectivas son prometedoras.
El estudio demuestra que principios ancestrales de la fabricación de vidrio pueden transferirse a materiales híbridos modernos. Esto acerca los vidrios MOF a una fabricación industrial y a aplicaciones concretas en los ámbitos de la energía y el medio ambiente.
Fuente: Nature Chemistry