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1 de Octubre de 2019
Materiales

Una trampa molecular

Obtienen las primeras imágenes de moléculas de CO2 capturado.

FUENTE: «CRYO-EM STRUCTURES OF ATOMIC SURFACES AND HOST-GUEST CHEMISTRY IN METAL-ORGANIC FRAMEWORKS», YUZHANG LI ET AL. EN MATTER, VOL. 1, N.o 2, AGOSTO DE 2019 (micrografías); AMANDA MONTAÑEZ (gráfico)

Por primera vez, los investigadores han obtenido imágenes de moléculas individuales de CO2 atrapadas en «jaulas» moleculares. Para conseguirlo, han tomado prestada una técnica usada en biología. Los armazones organometálicos (MOF, por sus siglas en inglés) son polímeros excepcionalmente porosos diseñados para capturar determinadas moléculas de gas, lo que permite separar o purificar vapores. Estos materiales absorben grandes cantidades de gas: un solo gramo puede presentar una superficie de captura mayor que un campo de fútbol. Entre otras aplicaciones, se ha propuesto emplear MOF para retener hidrógeno en los depósitos de los automóviles o en pilas de combustible, así como para capturar emisiones de CO2.

Cuando Yuzhang Li, científico de materiales de Stanford, y sus colaboradores examinaron con un microscopio electrónico de transmisión una muestra de MOF que atrapaba CO2, encontraron que el potente haz de electrones del instrumento había derretido el armazón, explica Li. Así que probaron una estrategia usada a menudo por los biólogos para obtener imágenes de proteínas, virus y orgánulos celulares: emplearon nitrógeno líquido para congelar y estabilizar el material a una temperatura de –170 grados Celsius, al tiempo que disminuyeron la intensidad del haz de electrones. Ello les permitió tomar fotografías de larga exposición no solo de un corte del material, llamado ZIF-8 (izquierda y centro), sino también de las moléculas de CO2 atrapadas en él (derecha). Los resultados se publicaron en agosto en la revista Matter.

Este proceso de ultracongelación permitirá estudiar de manera detallada cómo atrapan los MOF el gas, asegura Jeffrey Long, químico de materiales de la Universidad de California en Berkeley que no participó en el estudio. Por ejemplo, concluye Li, en el futuro podrían generarse imágenes 3D para investigar la rapidez y la eficacia con que estos materiales absorben los gases.

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