El nuevo material está compuesto de moléculas huecas en forma de jaula que forman una estructura porosa capaz de absorber grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) y hexafluoruro de azufre (SF6), el gas de efecto invernadero más potente conocido.
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Un nuevo material poroso compuesto de moléculas huecas en forma de jaula captura algunos de los gases de efecto invernadero más potentes y persistentes de la atmósfera. Recién descubierto por un equipo de científicos dirigido por investigadores de la Universidad Heriot-Watt de Edimburgo (Reino Unido), el nuevo material es capaz de absorber dióxido de carbono (CO2) más rápido que los árboles y almacenar incluso grandes cantidades de hexafluoruro de azufre (SF6)el gas de efecto invernadero más potente conocido.
El descubrimiento fue acogido con entusiasmo por los estudiosos, que definieron el nuevo material como “interesante” porque podría convertirse en una herramienta importante en el desarrollo de tecnologías para capturar gases de efecto invernadero de la atmósfera. “Incluso cuando dejemos de emitir dióxido de carbono, seguirá habiendo una enorme necesidad de capturar emisiones ya presentes en el medio ambiente – explicó el Dr. Marc Little del Instituto de Ciencias Químicas de la Universidad Heriot-Watt y coautor principal de la investigación – . Plantar árboles es una forma muy eficaz de absorber carbono, pero es muy lenta. Por lo tanto, necesitamos la intervención humana, como moléculas creadas por el hombre, para capturar los gases de efecto invernadero del medio ambiente. eficientemente y más rápido”.
El nuevo material que absorbe CO2 más rápido que los árboles
El material recién descubierto por los investigadores. Es una “jaula de jaulas”que es un material formado por bloques de moléculas, conocidos como jaulas prismáticas trigonales. [2+3] – que, mediante síntesis química, se ensamblan en un “jaula tetraédrica [4[2+3]+6]”: este proceso sintético, explican los académicos en un artículo de investigación publicado esta semana en la revista Síntesis de la naturalezada a las moléculas la jaula tetraédrica [4[2+3]+6]buena solubilidad y, sobre todo, la posibilidad de cristalizar en una superestructura porosa (los componentes básicos [2+3] no son porosos).
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Específicamente, las moléculas de la jaula [4[2+3]+6]mostró “Alta absorción de CO2 y SF6 gracias a su esqueleto polar.” precisaron los autores del estudio que, en experimentos de laboratorio, probaron la eficiencia del nuevo material, destacando cómo la abundancia de átomos polares en la cavidad de la jaula ha conferido “una alta capacidad de absorción”.
La síntesis de la “jaula de jaulas”, una jaula tetraédrica [4[2+3]+6]– indicado en la figura como [4[2+3]+6]jaula – que se obtuvo a partir de jaulas prismáticas trigonales [2+3] – indicado como Cage-3-Cl – ensamblado con tetrafluorohidroquinona (TFHQ) en una solución de N -diisopropiletilamina (DIPEA) y acetona / Crédito: Nature Synthesis 2024
Para predecir cómo se ensamblarían los bloques de moléculas, los investigadores utilizaron simulaciones por computadora antes de proceder con la síntesis química real, eligiendo una jaula prismática trigonal como bloque de construcción. [2+3] puente etéreo, Jaula-3-Clcuya estabilidad geométrica y excelente estabilidad química permitieron luego el ensamblaje con tetrafluorohidroquinona (TFHQ) en la “jaula de jaulas” final.
Según el Dr. Little, esta estrategia de diseño podría mejorarse aún más mediante el uso de herramientas de inteligencia artificial (IA). “Combinar estudios computacionales como el nuestro con nuevas tecnologías de inteligencia artificial podría crear un suministro sin precedentes de nuevos materiales porosos para ayudar a resolver los mayores desafíos de la sociedad. – dice Marc Little – . Nuestro estudio es un paso importante en esta direccióny, sin embargo, si somos capaces de utilizar herramientas de inteligencia artificial, entonces realmente podremos predecir estos materiales de forma más rápida y precisa, acelerando su descubrimiento.”.
