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Un material híbrido para detectar contaminantes orgánicos en la atmósfera

Investigadores de la Universidad Pública de Navarra han desarrollado un gel o material híbrido, formado por componentes orgánicos e inorgánicos, que presenta la ventaja de ser muy poroso. Esta característica permite su uso en la detección de contaminantes orgánicos atmosféricos, como el benceno, el tolueno y el xileno.

La química Paula Moriones Jiménez. / UPNA/Elhuyar

La química Paula Moriones Jiménez ha obtenido un tipo de material híbrido, que está formado por componentes orgánicos e inorgánicos y es altamente poroso, característica de interés para sectores industriales como el farmacéutico, automovilístico y electrónico, tal como recoge en su tesis doctoral leída en la Universidad Pública de Navarra (UPNA). El estudio también se ha publicado en el Beilstein Journal of Nanotechnology.

Este material ha sido aplicado para detectar contaminantes orgánicos en la atmósfera, tales como benceno, tolueno o xileno, y también podría utilizarse como recubrimiento repelente del agua. El desarrollo de materiales híbridos es un campo emergente en la ciencia de materiales. Como explica la investigadora, su interés viene dado "por el éxito de combinar la estabilidad de los componentes inorgánicos con la versatilidad de los componentes orgánicos; su unión hace que conjuguen las propiedades de ambos e, incluso, las mejoren".

El material se puede usar para detectar benceno, tolueno y xileno en la atmósfera, así como recubrimiento repelente del agua

"Además –añade–, los materiales híbridos pueden ser procesados como geles, películas, fibras, partículas o polvos. Prácticamente, no hay límite en las combinaciones de componentes orgánicos e inorgánicos para la formación de materiales híbridos, que tienen gran número de aplicaciones en medicina, microelectrónica, sensores, sistemas ópticos, industria del automóvil y recubrimientos superficiales decorativos”.

Moriones ha recurrido a un proceso que permite sintetizar materiales híbridos (denominado sol-gel), que da como resultado materiales porosos, con propiedades controladas a temperatura ambiente, lo que supone un ahorro respecto a otros procesos. La síntesis de estos materiales híbridos ha dado como resultado un xerogel, que es un gel en estado deshidratado, sin ningún líquido en su interior.

Poros de tamaños nanométricos

Según comprobó la investigadora, las condiciones para sintetizar dichos materiales y la proporción de los que son orgánicos influyen en el tiempo de formación del gel y en las propiedades de los materiales obtenidos. Así, por ejemplo, los materiales pueden tener poros más o menos pequeños, aunque siempre de tamaños nanométricos. “El tamaño de poro es clave en aplicaciones de estos materiales, ya que, por ejemplo, sirven para la liberación controlada de fármacos”, apunta.

La investigación de Moriones, que incluyó una estancia en la Universidad de Lisboa (Portugal), también obtuvo otros resultados. “Algunos de los materiales sintetizados son muy hidrófobos y repelen el agua. Esta propiedad permite su aplicación en la industria farmacéutica como elementos para atrapar o retener, en su superficie y de forma selectiva, otros materiales, y en la industria de vidrio como recubrimientos protectores”, concluye la investigadora.

Referencia bibliográfica:

Echeverría JC, Calleja I, Moriones P, Garrido JJ. "Fiber optic sensors based on hybrid phenyl-silica xerogel films to detect n -hexane : determination of the isosteric enthalpy of adsorption". Beilstein Journal of Nanotechnology. 2017;475–84.

Fuente: UPNA/Elhuyar
Derechos: Creative Commons
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