Existen estructuras microscópicas capaces de filtrar o almacenar grandes cantidades de gases y soportar elevadas temperaturas, como si fueran edificios diminutos cuyos pilares están hechos con metales —titanio, cromo, zinc o hierro—, y material orgánico que los une. Irán Fernando Hernández Ahuactzi, investigador del Departamento de Ingenierías, del Centro Universitario de Tonalá, experimenta con la creación de dichas superestructuras, que pueden ser de diferentes formas y casi tan pequeñas como la punta de un alfiler.
Éstas pueden atrapar y almacenar varios tipos de gases utilizados o generados en la industria, como el metano y el dióxido de carbono (CO2), el gas que produce el calentamiento global y, por ende, el cambio climático.
“Podríamos colocar un filtro que tenga estos materiales en las chimeneas o en las fuentes de emisión de CO2 de las industrias, y en cuanto saliera el gas podría atraparlo de manera selectiva, hasta que las estructuras se saturen. La ventaja de un material de esta naturaleza es su capacidad de hacer el proceso inverso, es decir, puede almacenar el gas, pero también puede liberarlo”.
Sería necesario aplicar cierta presión o temperatura para liberar el CO2 y convertirlo en un compuesto orgánico no contaminante, como el ácido fórmico, que daría a la industria un valor agregado.
“Algunos grupos de investigación han experimentado con almacenamiento de hidrógeno. Recubrieron la parte interna de un tanque normal con estos materiales en polvo y encontraron que al introducir el gas de hidrógeno, la cantidad de gas que almacenaba el tanque en su interior se incrementó hasta nueve veces que si lo hacían sin el recubrimiento”.
La microestructura también puede ser utilizada en el proceso de transformación de la gasolina para hacerla menos contaminante. “Se ha encontrado que los metales de transición utilizados son muy selectivos a enlazar o retener la gasolina y sus componentes, debido a la forma y el tipo de interacciones o enlaces químicos que generan ambos. Entonces la gasolina se puede producir de manera más pura y con menos contaminantes, porque las estructuras actúan como filtros”.
Otro de los usos que se le puede dar es en la industria farmacéutica, pues las microestructuras ayudarían a prolongar la liberación de los medicamentos. Hasta ahora algunos investigadores internacionales han hecho pruebas con fármacos como paracetamol, ibuprofeno y algunos compuestos de paladio y platino utilizados para el tratamiento de cáncer.
“Como las microestructuras almacenan grandes cantidades de material, también son capaces de dosificarlos por un largo periodo. Si en la actualidad a los pacientes les dan una toma cada 24 horas, por ejemplo, al almacenar el medicamento activo en estos compuestos lo va dosificando por un periodo de hasta 14 días” y las personas no deberán preocuparse por no haber tomado su dosis a tiempo.
En cuanto a la composición de las superestructuras, explica que “lo que utilizamos en la parte orgánica son unos compuestos químicos llamados ácidos dicarboxílicos. Por la parte inorgánica se utilizan principalmente metales de transición, que nos ayudan a enlazar muchos componentes orgánicos”.
Las ventajas de los metales, como el titanio o el zinc, es que efectúan el proceso de catálisis, que transforma la estructura química de las materias o sustancias que son introducidas a estas superestructuras para convertirlas en otros productos.
Hernández Ahuactzi produce desde el laboratorio esta especie de micro cajas o edificios de diferentes tamaños y dimensiones. Incluso pueden ser “adornadas” o diseñadas con ciertas funcionalidades para que sean selectivas a diferentes gases. La presentación final de estos materiales es en forma de sólidos o una especie de polvo.
El académico continuará con su investigación experimental en los próximos meses para, eventualmente, generar una relación con las empresas e industrias y que éstas puedan utilizar las microestructuras.
