La inspiración para este trabajo surge de la elegante simplicidad del plegado del papel, una idea que llevó a los investigadores a explorar la posibilidad de replicar esta flexibilidad a nivel molecular. Después de una extensa experimentación, descubrieron vías moleculares plegables capaces de responder dinámicamente a su entorno.
Dirigido por el profesor Wonyung Cho del Departamento de Química del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) de Corea del Sur, el equipo de investigación ha logrado un avance significativo en este campo. Desarrollaron vías moleculares plegables utilizando estructuras de imidazolato zeolítico (ZIF), un tipo de material altamente poroso. Estas estructuras 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 una tubería.
El equipo eligió los ZIF por su excepcional flexibilidad. A diferencia de los materiales tradicionales, los centros tetraédricos de zinc dentro de ZIF actúan como bisagras, lo que permite que la estructura se pliegue y se adapte dinámicamente. Utilizando técnicas avanzadas de difracción de rayos X, los investigadores observaron cómo respondía la estructura 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. Pueden emplearse para desarrollar filtros adaptados para capturar gases nocivos de manera más eficiente o para diseñar sistemas de purificación capaces de eliminar contaminantes seleccionados. El estudio también destacó una versión simplificada de la “pesadilla del fontanero”, una compleja red de poros, lo que sugiere que el diseño plegable es la clave para dominar estructuras tan complejas.
“Este trabajo muestra que los procesos de plegado pueden realizarse a nivel molecular, allanando el camino para materiales moleculares avanzados, como los adsorbentes inteligentes”, afirmó el profesor Cho. “Anticipamos aplicaciones transformadoras en energía, ciencias ambientales y biomedicina”.
Los resultados de este estudio han sido publicados Edición Internacional de Química Aplicadael 21 de noviembre de 2024. Esta investigación fue apoyada 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).