Un truco molecular permite reescribir la estructura atómica del vidrio mientras se derrite
Un equipo de investigadores de las universidades de Dortmund, Paderborn, Duisburg-Essen y Oxford encontró la forma de moldear vidrios especiales a nivel atómico mientras todavía están en estado líquido, algo que hasta ahora era casi imposible de controlar.
El vidrio fundido deja de ser solo un paso intermedio del proceso de fabricación y pasa a ser, según los propios autores, un espacio de reacción donde se puede programar la estructura final del material.
El material en cuestión son los llamados vidrios MOF, derivados de estructuras metal-orgánicas que interesan para almacenar gases, fabricar baterías, sensores y componentes ópticos. El problema es que muchos de estos compuestos se descomponen antes de fundirse del todo, y eso arruina sus propiedades con impurezas.
La solución que encontró el equipo liderado por Sebastian Henke (TU Dortmund) y Matthias Bauer (Universidad de Paderborn) fue agregar una molécula orgánica, la 1,10-fenantrolina, a la mezcla antes de calentarla. Esta molécula cumple dos funciones al mismo tiempo: baja la temperatura necesaria para fundir el material y, además, se engancha directamente a los átomos metálicos, reacomodando a sus vecinos en la red atómica.
Jugando con la cantidad de fenantrolina que agregan, los investigadores pueden ajustar las propiedades del vidrio resultante a medida. Confirmaron los cambios con espectroscopía de absorción de rayos X, que les permitió ver cómo se reorganizaban los átomos sin perder su estado de oxidación.
Lo interesante es que el vidrio fundido deja de ser solo un paso intermedio del proceso de fabricación y pasa a ser, según los propios autores, un espacio de reacción donde se puede programar la estructura final del material. Eso abre la puerta a vidrios hechos a medida para baterías más eficientes, sensores más sensibles o sistemas de captura de gases, sin necesitar las temperaturas extremas que hasta ahora arruinaban todo.
El trabajo se publicó en Nature Materials el 24 de agosto.
