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Materiales con diversidad molecular
Con
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Francis Villatoro explica cómo Richard Robson encontró una solución innovadora a un problema científico, permitiéndole diseñar materiales con mayor diversidad molecular.
…tipo pero con una molécula orgánica intermedia. De tal manera de que el puente del ión, del metal, une la molécula gorda, digamos, con una molécula puente y esa molécula puente me conecta con la otra molécula gorda. Dice, pero esa idea, ¿y por qué no se le ocurrió a nadie? Pues no se le ocurrió a nadie, ¿vale? No se le ocurrió a nadie Y cuando él lo monta, resulta que funciona, que obtiene estructuras estables Dice, pero ¿cómo? Solamente ese pequeño cambio respecto a lo que habían hecho los demás Así es la ciencia, ¿vale? O sea, hay alguien que encuentra la puerta en la pared y la atraviesa Y entonces encontró que era muy fácil diseñar y aquí ¿qué pasa? Que tienes una serie de moléculas que son esas que tienen estructuras de tetraedro, de cubo, de hexágono, etcétera, con las que yo voy a montar el material y dejar huecos en medio y después tengo las moléculas, pequeñas moléculas con las que conecto esos puentes. Pues tengo muchísima más diversidad, algo que nunca he podido soñar. Robson o Kitagawa estaban pensando en unir directamente las moléculas con los iones. Ahora no, ahora tengo un elemento intermedio, un puente intermedio. Con lo que tengo, se me expande exponencialmente el número de posibilidades geométricas. Entonces, los dos…
Significado #8 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo la química ha desarrollado materiales porosos como las celulitas, compuestos de óxido de silicio con cavidades para almacenar gases tóxicos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10celulitas materiales óxido siliciocavidades celulitas almacenan gases tóxicosárea superficial poros conectados canalesmateriales porosos superficie exterior pequeña…se retienen mucho. Eso se hace por ejemplo con carbonos activos que hoy en día se utilizan muchísimo; en la Universidad de Málaga tenemos un equipo muy fuerte en carbonos activos que han sido capaces de desarrollar carbonos con poros de diferentes tamaños. y con diferentes configuraciones, con canales, con tubos Otro de los productos estrella de la química con poros, con agujeros, son las ceolitas, que son materiales de óxido de silicio en los que se pueden formar materiales que tengan cavidades que almacenen gases tóxicos, etc. Las celulitas tienen un enorme interés porque el área superficial, fijaros que cuando tú tienes muchos poros, el área superficial de los poros se suma y tienes un material que su superficie exterior tiene un área relativamente pequeña comparada con el área que tiene en el interior, por todos esos poros que están conectados por canales, entonces si entra luz, esa luz se distribuye por esos poros y de manera efectiva está habiendo un área superficial decenas O cientos de veces más grande. Por ejemplo, las celulitas ahora se están usando mucho para hacer paneles solares; en principio, ahora mismo no son tan eficientes como los paneles solares de silicio puro, pero es que la mayor parte de los paneles solares son…
Francis Villatoro continúa explicando cómo los investigadores, como el mencionado anteriormente, utilizaban modelos físicos con bolas de madera y varillas metálicas para representar moléculas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #3modelos físicos bolas maderamolécula metano agujeros lugaresmolécula benceno carbonos varillassíntesis materiales químicossistemas macromoleculares moléculas pegandomoléculas enlazadas con ionesinspiración modelos físicos materiales químicospolaridad negativa y carga positivaestructuras cristalinas en materiales porososiones como conectores molecularesfuerza de enlace distribuida estabilidad…a dar clases de química, le pidieron que hiciera modelos con bolas de madera de moléculas. Entonces él tenía que poner unas baravillas metálicas y tenía que hacerle a cada bola de madera unos agujeros para ir colocando. Y claro, tú tienes que calcularlo. Si quiero hacer una molécula de metano, tengo que poner los agujeros en unos ciertos lugares. Si quiero hacer una molécula de benceno, a los carbonos les tengo que poner los agujeros en otro sitio para después meter las varillas y montar las moléculas. Y que cuando estaba montando este tipo de moléculas se le ocurrió, bueno, ¿y por qué no sintetizamos de esta manera materiales, materiales químicos? ¿Por qué no montamos sistemas macromoleculares pegando moléculas en lugar De bolas de madera, en lugar de átomos, cogiendo moléculas y enlazándolas entre sí con algo que las pegue. Claro, lo más natural para pegarlas es algún tipo de ión, algún tipo de partícula, yo qué sé, de carga positiva y pegas moléculas que tengan elementos terminales que sean de polaridad negativa. Claro, tú dices, vale, pero eso robustez no va a tener ninguna, eso probablemente igual que los pega, los despega, ¿no? O sea, hay que buscar una estructura en plan cristalino en la que las moléculas se van pegando para formar una especie de macrocristales. Que de alguna manera, como cada molécula que tiene como ciertos elementos terminales con los que se conecta a otras moléculas, está conectada por esos iones, pues el hecho de que reciba una fuerza de enlace distribuida por todo el espacio haga que se mantenga aquello más o menos estable. Bien, esto es una idea del 74 que él estuvo rondando la cabeza; le intentó hacer algunas propuestas, etc. Y realmente no cristalizó hasta que llegó a finales de los 80 y en 1989 publicó el artículo que le ha dado el premio Nobel; que es un artículo en el que…
Francis Villatoro describe cómo Richard Robson propuso generalizar un ejemplo teórico para estudiar nuevas familias de moléculas, utilizando la analogía de piezas de Lego para construir estructuras moleculares más grandes.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11robson generaliza ejemplo teóricomoléculas orgánicas como piezas legoconstrucción estructuras moleculares robsonmoléculas diamantoide y cavidadesinestabilidad térmica de moléculas rossorellenar huecos superficie molécula…la idea de montar estructuras más o menos arbitrarias y a ver si alguna de ellas es estable y si damos con la tecla y alguna no sale estable pero eso lo propuso así y dijo bueno yo voy a investigar otras variantes a ver qué cosas ocurren pero Robson tiene La visión de, con un único ejemplo, generalizar el ejemplo como un teórico y decir esto es una nueva familia de posibles moléculas que hay que estudiar y que hay que trabajar y como tenemos infinitas moléculas orgánicas con las que podemos trabajar y las podemos pegar, pues entre todas ellas podemos construir nuestras piecitas de Lego para montar moléculas más grandes. Y eso lo dijo Robson y se quedó tan pacho. Claro, mucha gente le dijo: mira, Rosso, si estas moléculas claramente van a ser inestables térmicamente. Pero bueno, se fueron haciendo diferentes moléculas. La molécula del diamantoide lo que tenía eran cavidades, huecos y entonces rellenar esos huecos era difícil. Entonces tú rellenabas los huecos que estaban en la superficie. Eso no lo hacían porque era inestable. Pero si tú hacías fluir algún gas o lo que fuera por esos huecos rápidamente se desestabilizaba, pero bueno, se le ocurrió a Otro investigador, que es el segundo premiado a Kitagawa, se le ocurrió que podía ser algo parecido. Kitagawa es también muy parecido a Robson en la idea de que también es un gran ideólogo. Kitagawa dice, ha dicho varias ocasiones que el gran premio Nobel…
Francis Villatoro explica cómo Richard Robson encontró una solución innovadora a un problema científico, permitiéndole diseñar materiales con mayor diversidad molecular.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8 · Palabras #1materiales con diversidad molecularestructuras tetraedro cubo hexágono…tipo pero con una molécula orgánica intermedia. De tal manera de que el puente del ión, del metal, une la molécula gorda, digamos, con una molécula puente y esa molécula puente me conecta con la otra molécula gorda. Dice, pero esa idea, ¿y por qué no se le ocurrió a nadie? Pues no se le ocurrió a nadie, ¿vale? No se le ocurrió a nadie Y cuando él lo monta, resulta que funciona, que obtiene estructuras estables Dice, pero ¿cómo? Solamente ese pequeño cambio respecto a lo que habían hecho los demás Así es la ciencia, ¿vale? O sea, hay alguien que encuentra la puerta en la pared y la atraviesa Y entonces encontró que era muy fácil diseñar y aquí ¿qué pasa? Que tienes una serie de moléculas que son esas que tienen estructuras de tetraedro, de cubo, de hexágono, etcétera, con las que yo voy a montar el material y dejar huecos en medio y después tengo las moléculas, pequeñas moléculas con las que conecto esos puentes. Pues tengo muchísima más diversidad, algo que nunca he podido soñar. Robson o Kitagawa estaban pensando en unir directamente las moléculas con los iones. Ahora no, ahora tengo un elemento intermedio, un puente intermedio. Con lo que tengo, se me expande exponencialmente el número de posibilidades geométricas. Entonces, los dos…
Francis Villatoro explica cómo se construyen las estructuras metalorgánicas, utilizando metales como pegamento para moléculas orgánicas que actúan tanto como puente como vértice en la estructura cristalina.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4estructuras metalorgánicas con metalesmoléculas orgánicas como puente cristalinocavidades macro cristalinas francis villatoro…aplicación práctica en medio ambiente que es un rango desde 0 grados centígrados, si quieres desde menos 20 o menos 30 hasta 100, 80, 350 grados, una barbaridad. Obtuvo el primer material y él fue el que bautizó a estos materiales como redes metalorgánicas. O como estructuras metalorgánicas porque son estructuras en las que uso metales como pegamento de moléculas orgánicas y las moléculas orgánicas las uso tanto como molécula puente como como molécula vértice para construir la estructura cristalina, macro cristalina con cavidades que obtengo y tengo, claro, posibilidades pues prácticamente infinitas. A estos materiales que ya en su artículo, en otro Artículo de 1999, también en Nature, ya les llamó MOF. Son MOF, Metal Organic Framework, y empezó a llamar el MOF 5, MOF 22, MOF, y llegó un momento que ya se le acabó los números, y dijo: venga, pues hay infinitos números, pero dijo: ya se me cae, los…
Francis Villatoro describe el impacto significativo en la química mundial de los materiales mencionados anteriormente y cómo rápidamente se descubrió la clave para estabilizarlos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1estabilización materiales química mundialpuentes en estructuras cristalinasmontajes tetraédricos nuevos formatosestructuras origami posibilidades infinitas…considerado un clásico, fijaros el impacto tremendo que tuvo, Jackie rápidamente se puso en la antesala del Nobel y le podían haber dado un Nobel rápido, porque todo esto explotó hasta un nivel increíble, antes Juan Carlos comentaba, puede que el 10% de toda La química mundial publicada sean en ese tipo de materiales, y es que puede ser, o sea, es una cosa absolutamente increíble lo que ha pasado. Entonces, este tipo de materiales, pues rápidamente se vio el secreto de cómo estabilizarlos, que es utilizar esos puentes y como hay una infinidad de posibilidades, pues montajes tetraédricos, todas las estructuras cristalinas, nuevos formatos, estructuras tipo origami, etc. Todo lo que se te va a ocurrir se puede hacer con este tipo de estructuras. Entonces, ¿qué tenemos? Pues tenemos infinidad de aplicaciones teóricas propuestas. Tenemos materiales capaces de absorber agua del aire del desierto por la noche. Y tú tienes agua potable que después puedes aprovechar durante el día. Materiales capaces de capturar CO2, dióxido de…