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RECURSOS

MOFs, LA REVOLUCIÓN DE LAS MOLÉCULAS

Las Mallas Metal-Orgánicas, más conocidas como MOFs por su sigla en inglés, son moléculas revolucionarias hechas a la medida de múltiples aplicaciones. Desde mediados de la década de los 90´s han capturado la atención de la comunidad científica mundial, luego que el académico de la Universidad de California en Berkeley, Omar Yaghi, reveló su potencial para la captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2), la obtención de combustibles limpios y para capturar las moléculas de agua en el aire y generar a partir de ellas agua potable, entre otras aplicaciones.

En términos científicos los MOFs son compuestos cristalinos ordenados constituidos por centros metálicos (en principio puede ser cualquier elemento que tenga carácter metálico de la tabla periódica) conectados por fragmentos orgánicos, denominados linker. La estructura ordenada obtenida por esta combinación genera una malla porosa donde se pueden almacenar gases o drogas (para su posterior liberación). Otras aplicaciones posibles es usar los MOFs como tamiz molecular (para producir la separación por tamaño de diferentes moléculas), como sensores químicos, como catalizadores, entre muchas otras.

Con respecto al resto de los materiales porosos, los MOFs tienen la ventaja que su estructura puede ser moldeada según la aplicación en la cual el material quiera ser utilizado. Así, de forma similar a la que se configuran las piezas de un Lego, los científicos son capaces de crear MOFs cómo ellos deseen, mediante la modificación del linker orgánico y/o del centro metálico utilizado.

En el Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable utilizamos los MOFs para generar productos derivados de la biomasa con alto valor agregado. Así, por ejemplo, a partir de benzaldehído, un compuesto químico utilizado comúnmente como saborizante de alimentos, estamos generando benzaldehído acetal, cuyo valor puede llegar a ser 3 veces superior al producto original. Además, mediante la utilización, tanto de química computacional como de manera experimental, nos encontramos estudiando el mecanismo de reacción sobre el MOF, con la finalidad de realizarle modificaciones e incrementar la actividad catalítica del material.

Los MOFs también pueden ser usados en catálisis heterogénea, ya que presentan las ventajas de este tipo de catalizadores, es decir, pueden ser separados del medio donde se realizó la reacción química y reutilizados nuevamente en un nuevo proceso catalítico. Por otra parte, algunos MOFs presentan propiedades ópticas muy interesantes como fluorescencia y/o fosforescencia, lo cual amplía aún más la gama de aplicaciones de este tipo de materiales.

En cuanto a sus desventajas, los MOFs presentan una menor estabilidad en comparación con otros materiales porosos debido a la presencia de enlaces metal-ligando. Además, poseen un alto costo, debido a que el valor de los centros metálicos que generan estructuras más estables tales como zirconio o hafnio, es elevado en comparación al resto de los posibles metales de la tabla periódica.

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