Un catalizador que filtra mol¨¦culas de tres tama?os

Un nuevo material que act¨²a como filtro para mol¨¦culas de distintos tama?os y con m¨²ltiples aplicaciones potenciales ha sido sintetizado por el prol¨ªfico grupo del qu¨ªmico Avelino Corma, del Instituto de Tecnolog¨ªa Qu¨ªmica, en Valencia. Se trata de una zeolita, un s¨®lido de estructura cristalina y lleno de poros microsc¨®picos, de aspecto arenoso. Las zeolitas se hallan en la naturaleza, pero adem¨¢s se sintetizan en el laboratorio distintas clases de ellas porque, seg¨²n sea el tama?o de sus poros, sus aplicaciones var¨ªan. La desarrollada por el grupo de Corma se llama ITQ22 y es la primera con poros de tres di¨¢metros distintos, que adem¨¢s forman t¨²neles por cada uno de los cuales s¨®lo pasan mol¨¦culas de un tama?o espec¨ªfico.

"La estructura de los poros de esta nueva zeolita es fascinante (...). Representa un avance muy destacable", comenta Allen Burton, de la compa?¨ªa Chevron Texaco, en la revista Nature Materials (julio 2003), donde Corma y su grupo publican este trabajo.

Las zeolitas ya son muy usadas en la industria. Sus poros, que filtran las mol¨¦culas, las convierten en catalizadores muy espec¨ªficos. A esta cualidad ITQ22 a?ade otra: las mol¨¦culas que deben reaccionar, de distintos tama?os, entran por distintos t¨²neles, y aumenta la velocidad de la reacci¨®n. "Es como si los t¨²neles se usaran para controlar el tr¨¢fico molecular", explica Corma. "Cuando varias mol¨¦culas entran por el mismo poro se molestan entre s¨ª; en este caso entran por distintos canales, y s¨®lo reaccionan cuando se encuentran en los puntos de cruce".

Actividad superior

Ya hay otras zeolitas con poros de dos tama?os distintos, pero en ellas no se forman canales; el tama?o del microporo var¨ªa s¨®lo en la puerta. En el caso de ITQ22 los autores demuestran que su actividad catal¨ªtica es efectivamente superior a la de otras zeolitas.

ITQ22 es una de las a¨²n escasas zeolitas desarrolladas siguiendo una hip¨®tesis te¨®rica de partida que ha resultado correcta. No es a¨²n una mol¨¦cula dise?ada enteramente por ordenador, pero representa un avance en esa l¨ªnea. Lo habitual es que se sintetice primero el nuevo material sin conocer sus propiedades, y que s¨®lo tras determinar su estructura at¨®mica -por difracci¨®n de rayos X- se pueda aventurar su utilidad. Para ITQ22 tambi¨¦n fue as¨ª, pero los investigadores partieron de la hip¨®tesis de que para obtener poros grandes hab¨ªa que utilizar determinados elementos, como el germanio -las zeolitas se sintetizan a base de hacerlas crecer en torno a una plantilla, cuyo elementos determinan el tama?o de los poros-.

Como explica Corma, "a¨²n no es un dise?o del todo te¨®rico. Si se piden poros de tama?os muy espec¨ªficos no los podemos garantizar, pero vamos avanzando. Tenemos br¨²jula, pero no GPS". El grupo tiene ya 28 zeolitas patentadas.