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Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación
Universidad Complutense de Madrid

Complutecno: Materiales Avanzados/Química y Farmacia

DISEÑO A MEDIDA DE SÓLIDOS POROSOS CON PROPIEDADES AVANZADAS Y DIFERENTES APLICACIONES

Descripción:

El grupo de investigación posee una técnica para obtener sólidos porosos, a partir de ópalos artificiales poliméricos, que presentan propiedades específicas, avanzadas y diferentes y que ofrecen una amplia variedad de posibilidades para uso en aplicaciones diversas.

Microfotografías de partículas poliméricas
Fig. 1: (izq.) Microfotografía obtenida por TEM de partículas poliméricas y microfotografías obtenidas por SEM de partículas poliméricas 3D (dcha.)

En la sociedad actual existe un creciente interés por desarrollar nuevos materiales con diferentes propiedades, esto puede conseguirse desarrollando nuevos métodos de síntesis que permiten el control de la estructura, incluso a escala nanométrica, ya que el tamaño y la forma de las partículas constituyentes de los nuevos materiales pueden ser parámetros tan importantes como llo es la composición de los mismos.

Un método para obtener materiales con una microestructura ordenada es la utilización de ópalos artificiales. Los ópalos artificiales reproducen la estructura de los ópalos naturales, que son piedras semipreciosas que presentan un juego de colores característico debido a su estructura constituida por un empaquetamiento ordenado de microesferas de sílice. Así, los ópalos artificiales se utilizan como moldes debido a que constituyen una red tridimensional de huecos perfectamente ordenados que se pueden rellenar de materiales. Tras rellenar los huecos se elimina el molde de ópalo artificial y se obtiene un material ordenado llamado ópalo inverso. La eliminación del molde se puede hacer mediante diferentes procedimientos.

¿Cómo funciona?:

Procedimiento de fabricación
Fig. 2: Esquema del proceso de fabricación de sólidos porosos por técnica de moldeo.

El grupo de investigación interdisciplinar de la UCM sintetiza y caracteriza partículas de látex de diferente composición, con bajo grado de polidispersisdad y con un adecuado intervalo de tamaños. Todo ello permite la preparación de ópalos de látex utilizando distintos procedimientos con la finalidad de conseguir un alto grado de orden (prácticamente micrométrico) en gran extensión.

Para conseguir un sólido inorgánico poroso utilizando como molde el ópalo, se infiltra un precursor del sólido que puede ser un líquido o una disolución. El ópalo invertido se obtiene por eliminación del ópalo una vez formado el producto sólido siguiendo diferentes procedimientos en función de la composición de las partículas.

La calidad de las réplicas depende del grado de orden del ópalo, de las condiciones de mineralización de los huecos interparticulares y del método de eliminación del molde.

Los sólidos porosos obtenidos ofrecen una amplia variedad de posibilidades por su uso en aplicaciones diversas como, por ejemplo, en procesos de separación o de intercambio iónico selectivo, en procesos catalíticos y en cristales fotónicos.

Ventajas:

Las técnicas de moldeo para el diseño de materiales porosos ofrecen una vía adecuada para producir estructuras periódicas de alta porosidad con microestructura y composición controladas, permitiendo obtener sólidos porosos a medida.

¿Dónde se ha desarrollado?:

La técnica ha sido desarrollada por un grupo de investigación interdisciplinar de los Departamentos de Química Inorgánica I, Química Orgánica I y Química Física de la Universidad Complutense de Madrid en colaboración con la Fundación Neurociencias y Envejecimiento.

Debido a su carácter multidisciplinar, el grupo posee diversidad de conocimientos y experiencias y ha trabajado en líneas de investigación como síntesis de nuevos materiales inorgánicos y obtención y modificación química de polímeros. También conoce bien diferentes técnicas de caracterización estructural y morfológica.

[más información sobre el departamento y el grupo de investigación]

Y además:

El uso de los ópalos es un método de síntesis que permite controlar no sólo la composición de los materiales sintetizados sino también la microestructura de los mismos dentro de la escala micro-nanométrica.

El grupo tiene la tecnología necesaria para la preparación de materiales sólidos porosos y posee además experiencia en la síntesis y estudio e interpretación de las propiedades de nuevos materiales inorgánicos.

Científico responsable:

Josefa Isasi Marín email
Dpto. Química Inorgánica I l
Facultad de Ciencias Químicas
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