El trabajo se inspiró en la elegante simplicidad del plegado del papel, un concepto que llevó a los investigadores a explorar la posibilidad de replicar esta flexibilidad a nivel molecular. Después de una extensa experimentación, revelaron vías moleculares plegables capaces de responder dinámicamente a su entorno.
Dirigido por el profesor Wonyoung Cho del Departamento de Química del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST), Corea del Sur, el equipo de investigación logró un avance significativo en este campo. Desarrollaron vías moleculares plegables utilizando estructuras de imidazolato zeolítico (ZIF), un tipo de material altamente poroso. Estos marcos pueden ajustar su tamaño, forma y alineación a nanoescala en respuesta a la temperatura, la presión y las interacciones del gas. Esta capacidad única les permite controlar el flujo de gas de la misma manera que las válvulas controlan el flujo de agua en las tuberías.
El equipo eligió los ZIF por su excepcional flexibilidad. A diferencia de los materiales convencionales, los centros tetraédricos de zinc dentro de los ZIF actúan como bisagras, ayudando a que la estructura se pliegue y se adapte dinámicamente. Utilizando técnicas avanzadas de difracción de rayos X, los investigadores observaron cómo respondía el marco a diversos estímulos, lo que demuestra su potencial para aplicaciones en el mundo real.
Estos materiales no son sólo curiosidades científicas: tienen un potencial práctico considerable. Se pueden utilizar para crear filtros adaptados para capturar gases nocivos de manera más eficiente o para diseñar sistemas de purificación que sean capaces de eliminar contaminantes de forma selectiva. La investigación también arrojó luz sobre una versión simplificada de la “pesadilla del fontanero”, una red de poros compleja, lo que sugiere que el diseño plegable es la clave para dominar estructuras tan complejas.
“Este trabajo demuestra que el mecanismo de plegado se puede realizar a nivel molecular, allanando el camino para materiales moleculares avanzados, como los absorbentes inteligentes”, afirmó el profesor Chu. “Anticipamos aplicaciones transformadoras en energía, ciencias ambientales y biomedicina”.
Los resultados de esta investigación han sido publicados. Edición Internacional de Química AplicadaEl 21 de noviembre de 2024. Este estudio fue apoyado por la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF) a través del Programa de Investigadores de Mitad de Carrera y el Proyecto de Desarrollo de Tecnología de Innovación en Energía de Hidrógeno y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST).
