Química General

Materiales cristalinos de tipo MOF y COF

La creación de nuevos materiales poseedores de una diversidad sin antecedentes en el campo de la química, se ve perfectamente reflejada en el nacimiento de los materiales cristalinos de tipo Metal Organic Frameworks (MOF) y Covalent Organic Frameworks (COF).

Estos materiales han sido los responsables de que su creador, el investigador jordano-estadounidense Omar Yaghi, fuese galardonado con el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento, en su categoría de Ciencias Básicas.

Estos materiales cristalinos, poseen la capacidad de capturar y almacenar dióxido de carbono y moléculas de agua, los cuales están presentes en el aire y a través de ellos es posible la generación de agua potable.

Características de los materiales cristalinos MOF y COF

De acuerdo a la opinión de Yaghi, el uso de la química de ensamblaje de ladrillos o piezas las cuales son controladas en forma previa, ha hecho posible la generación en forma exponencial de materiales novedosos, poseedores de una diversidad que no tiene antecedentes en la química.

Estos materiales son considerablemente porosos y actúan como una especie de esponjas cristalinas a escala molecular, en donde el tamaño de los poros se define de acuerdo a las necesidades, y esto le permite tener una excelente capacidad de absorber otro tipo de compuestos y retenerlos en su interior.

Este descubrimiento otorga la posibilidad de ejercer el control sobre el material que se produce, teniendo la oportunidad de realizar modificaciones en caso de necesitarlas, una vez que se haya construido. Esto representa una herramienta muy valiosa dentro del proceso de investigación.

Es importante señalar, que los COF están formados por materiales orgánicos y los MOF son una combinación de materiales orgánicos e inorgánicos.

En el caso de los materiales MOF, el esquema está compuesto por líneas que son enlazadores orgánicos y sus intersecciones son iones metálicos, los cuales se unen mediante un esquema de lo que él denomina: química reticular, en donde se unen bloques moleculares a través de enlaces resistentes, y así dar forma a estructuras extensas.

Aplicaciones de los materiales cristalinos MOF y COF

Este tipo de material, es posible aplicarlos de múltiples maneras, entre estas pueden mencionarse la captura del dióxido de carbono, y la capacidad que tienen de separarlo y de esta manera, evitar que llegue a la atmósfera. Adicionalmente, con esta técnica es posible sintetizar de manera sencilla y ambientalmente limpia.

Otra de sus aplicaciones, es la absorción de moléculas de agua las cuales se encuentran en el aire y producir agua líquida teniendo solo el aporte de la luz del sol.

Una tercera aplicación, es almacenar  hidrógeno en recipientes de menor volumen, y de esta manera al alojar las moléculas de hidrógeno en los poros del material, es posible meter mayor cantidad de gas en un volumen menor.

El investigador Omar Yaghi con un aporte superior a 60.000 diferentes tipos de compuestos MOF desarrollados, señala, que es necesario incentivar a las nuevas generaciones de químicos para que sean los creadores de nuevos centros de investigación y de esta manera haya mucha más personas trabajando en tratar de resolver los problemas que aquejan al planeta.

Fuentes: El químico que fabrica agua con luz solar, Premio Fronteras del Conocimiento-Premio Fronteras del Conocimiento para el químico que captura CO2 y agua de la atmósfera con materiales porosos