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Investigadores de la Universidad Jaume I de Castellón han desarrollado un novedoso catalizador para la activación de enlaces carbono-flúor, un proceso con multitud de aplicaciones industriales. Entre ellas se encuentra la posibilidad de reducir las existencias de CFC, un conocido gas de efecto invernadero.
El grupo de Química Organometálica y Catálisis Homogénea de la Universidad Jaume I de Castellón (UJI), coordinado por Eduardo Peris, ha desarrollado el que es el catalizador "más activo que existe hasta el momento para la activación (‘rotura’, en lenguaje químico) de enlaces carbono-flúor". Estos son los enlaces más fuertes que existen en moléculas orgánicas, por lo que resultan también los más difíciles de romper. Por eso son tan difíciles de descomponer los compuestos orgánicos fluorados, como los clorofluorocarbonados (CFC).
El trabajo, codirigido por el doctor José A. Mata y en el que ha participado la doctoranda Sara Sabater, se ha publicado en la revista Nature Communications, donde ha recibido casi un millar de visitas en menos de un mes.
Debido a su elevada estabilidad, los CFC experimentaron un gran desarrollo durante los años 80 del pasado siglo, fundamentalmente por su aplicación en productos como aerosoles, gases de nevera, etc., hasta que se evidenció su elevado efecto perjudicial, ya que, al llegar a la atmósfera y, por la acción del sol, se descomponen creando radicales libres que destruyen la capa de ozono.
Esto provocó que una gran cantidad de compuestos CFC volátiles se quedaran en stock, sin posibilidades de eliminarse debido al elevado coste energético que ello supone. “Por eso hay que intentar transformarlos en productos menos perjudiciales. Sustituir flúor por hidrógeno es un proceso deseable, pero extremadamente complicado debido a la inercia del enlace carbono-flúor”, explica el catedrático de Química Inorgánica.
El catalizador desarrollado resulta muy activo y eficaz para poder realizar una destrucción controlada de ese tipo de compuestos. Su diseño parte de una idea conceptualmente muy sencilla: la combinación de dos metales diferentes que actúen de forma sinérgica. Así, uno de los metales rompe el enlace carbono-flúor (paladio), y el otro introduce hidrógeno (rutenio).
La idea ha generado una gran expectación en los foros especializados. El uso de catalizadores heterometálicos permite concatenar de forma secuencial procesos catalíticos, lo que facilita la obtención de moléculas muy sofisticadas minimizando costes y simplificando los procedimientos experimentales. El grupo está trabajando ahora en facilitar la reacción inversa.
“Si un catalizador provoca una reacción en un sentido en principio también tiene que funcionar en sentido contrario. Es lo que se llama ‘principio de reversibilidad microscópica’. Es decir, ahora estamos cambiando carbono-flúor por carbono-hidrógeno, y en teoría el paso contrario también podría hacerse, lo que facilitaría introducir flúor en otro tipo de compuestos, lo que abriría enormes posibilidades", señalan los autores.
"Sería un gran paso ya que es una reacción extremadamente difícil –añaden–. La obtención de moléculas fluoradas podría tener una gran repercusión en diferentes campos como, por ejemplo, en el de la industria farmacéutica para el desarrollo de medicamentos. Esta sería una de las muchas vías que se abriría en caso de que alcancemos esta reacción inversa”.
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y otros centros internacionales han logrado fabricar este silicato cristalino con poros extra grandes mediante la expansión y conexión de cadenas de sílice. Este material tiene aplicaciones en procesos de descontaminación y catalíticos.
A esta química canaria suelen presentarla como "la regeneradora de huesos" porque es una apasionada especialista en materiales cerámicos con aplicaciones potenciales en biomedicina. Estudió en la Universidad Complutense de Madrid y allí sigue desempeñándose como profesora emérita. En esta entrevista explica cómo pasó de los superconductores y de trabajar con físicos a colaborar con médicos.
