Material ‘imposible’ hecho en Universidad de Uppsala

Material ultra absorbente tiene la mayor área de superficie para un carbonato de metal alcalino.

Micrografía de electrones del Upsalite donde se muestra la porosidad del material. Escala: 20 nm. . (Crédito: Uppsala University)

Un material novedoso “que rompe todas las marcas” de superficie y capacidad de absorción de agua ha sido sintetizado por investigadores de la Universidad de Uppsala, en Suecia.

Los resultados han sido publicados en PLOS ONE (acceso abierto).

El material de carbonato de magnesio, llamado “Upsalite”, reducirá la cantidad de energía requerida para controlar la humedad medio ambiental en los aparatos electrónicos y la industria de fabricación de drogas, así como pistas de hockey y bodegas, indicaron los investigadores.

También puede ser utilizado para recolección de basura tóxica, químicos, derrames de petróleo y sistemas de suministro de droga, control de olores y limpieza después de algún incendio.

En contraste con lo que se ha considerado durante más de 100 años en la literatura científica, los investigadores han encontrado un carbonato amorfo de magnesio que puede ser fabricado de manera muy simple con procesos de baja temperatura, indicó Johan Goméz de la Torre, investigador de la División de Nanotecnología y Materiales Funcionales.

Mientras que las formas ordenadas de carbonato de magnesio, con o sin agua en su estructura, son abundantes en la naturaleza, formas desordenadas libres de agua han sido extremadamente difíciles de fabricar. En 1908, un grupo de investigadores alemanes indicó que el material efectivamente no podía ser fabricado de la misma manera que los carbonatos desordenados, al hacer burbujas con CO2 a través de una suspensión alcohólica. Estudios subsecuentes en 1926 y 1961 llegaron a la misma conclusión.

“En un jueves por la tarde en el 2011, cambiamos ligeramente los parámetros de la síntesis de un intento anterior no exitoso, y por error dejamos el material en la cámara de reacción durante el fin de semana. Al regresar el lunes a trabajar, descubrimos que se había formado un gel rígido y después de secar este gel nos empezamos a emocionar”, indicó Johan Goméz de la Torre.

“Siguió un año de análisis de materiales y de ajuste fino”.

“Después de aplicar un cierto número de técnicas de caracterización de materiales muy avanzadas, fue claro para nosotros que habíamos sintetizado el material que se había considerado imposible de fabricar”, indicó  Maria Strømme, profesora de nanotecnología y directora de la división.

El descubrimiento mayor fue, sin embargo, las propiedades de este nuevo material. Resulta que el Upsalite tiene el área de superficie más alto medido para un metal carbonatado alcalino: 800 metros cuadrados por gramo.

Esto coloca el nuevo material en un lugar exclusivo de materiales porosos de área de superficie alta, incluyendo sílice mesoporosa, zeolitas, marcos de metal orgánico y nanotubos de carbono, indicó Strømme.

“Adicionalmente, descubrimos que el material estaba lleno de poros vacíos, todos con un diámetro menor a 10 nanómetros”, indicaron los investigadores. “Esta estructura porosa proporciona al material una forma completamente nueva de interactuar con el medio ambiente, lo que lleva a un gran número de aplicaciones. El Upsalite, por ejemplo, se sabe que absorbe más agua en humedades relativamente bajas que los mejores materiales existentes, los zeolitas hidroscópicos, una propiedades que puede ser regenerada con menos consumo de energía que la usada en procesos similares hoy”.

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