Un equipo de científicos del King’s College de Londres ha identificado una nueva forma de aluminio, uno de los metales más abundantes en la Tierra, que podría ofrecer una alternativa mucho menos costosa y más sostenible a los metales de tierras raras ampliamente utilizados.
Dirigidos por la Dra. Claire Bakewell, profesora titular del Departamento de Química, los investigadores han creado moléculas de aluminio altamente reactivas capaces de romper algunos de los enlaces químicos más fuertes. Sus hallazgos, publicados comunicación de la naturalezaTambién revela estructuras moleculares completamente nuevas, abriendo la puerta a tipos de comportamiento químico previamente desconocidos.
Invención de una estructura de aluminio única
Los investigadores informan del primer ejemplo conocido de ciclotrialuminio, un compuesto formado por tres átomos de aluminio dispuestos en una estructura trigonal. Esta configuración inusual da una respuesta extraordinaria. Es importante destacar que la estructura permanece intacta incluso cuando se disuelve en varios disolventes, lo que proporciona la estabilidad necesaria para diversas reacciones químicas.
Estas reacciones incluyen dividir el dihidrógeno y permitir la inserción gradual y el crecimiento de la cadena de eteno, un hidrocarburo común de 2 carbonos. Estas capacidades resaltan el potencial del compuesto para construir moléculas más complejas.
Reemplazo de metales caros y escasos
Los metales desempeñan un papel central en la producción de productos químicos tanto cotidianos como especiales utilizados en toda la industria. Muchos de estos procesos dependen de metales preciosos como el platino, que son caros y pueden tener importantes impactos ambientales debido a su extracción.
Los científicos buscan alternativas más fáciles de obtener y más sostenibles. La Dra. Claire Bakewell explica: “Los metales de transición son los caballos de batalla de la síntesis química y la catálisis, pero muchos de los más útiles son cada vez más difíciles de acceder y extraer, a menudo ubicados en regiones de inestabilidad política, demanda y precios crecientes.
“Los químicos están estudiando elementos más comunes de la tabla periódica y elegimos el aluminio porque es abundante, lo que lo hace 20.000 veces menos costoso que los metales preciosos como el platino y el paladio”.
La química del aluminio amplía las posibilidades
Además de diseñar compuestos de aluminio para su uso en síntesis química, el equipo está descubriendo reacciones completamente nuevas.
El Dr. Bakewell dijo: “Lo que tiene de especial este trabajo es que estamos superando los límites del conocimiento químico. Lo más emocionante es que podemos usar este trímero de aluminio para crear compuestos completamente nuevos con niveles de reactividad nunca antes vistos, incluidos anillos de aluminio y carbono de 5 y 7 miembros que crean la capacidad de este metal para funcionar. Básicamente, estábamos tratando de replicar la frontera de la investigación química”.
Esta química emergente puede permitir a los científicos desarrollar nuevos tipos de reacciones o ensamblar estructuras moleculares más grandes con propiedades únicas, lo que podría conducir a nuevos materiales y productos.
Hacia una producción química más limpia y más barata
Bakewell enfatizó que la investigación aún se encuentra en sus primeras etapas, pero es muy prometedora.
“Estamos en la fase de exploración y sólo estamos en el comienzo de desbloquear el potencial de este material abundante en la Tierra”, dijo.
“Pero por lo que ya hemos visto, esta química podría apoyar una transición hacia una producción química más limpia, más ecológica y más barata, al tiempo que se realizan nuevos descubrimientos en el camino”.
