Jueves, 3 enero 2013
Química

Observando reacciones químicas generadas de forma mecánica

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Los disolventes están presentes por doquier en la industria química, y constituyen una importante preocupación medioambiental y de seguridad. Es por eso que hay tanto interés en la mecanoquímica: Una alternativa energéticamente eficiente que evita el uso de grandes cantidades de disolventes y usa un proceso de molienda de alta frecuencia, mediante diminutas bolas metálicas, para generar las reacciones. La molienda se consigue mediante los impactos intensos de bolitas de acero en un recipiente que se mueve con suma rapidez, lo cual dificulta poder observar directamente los cambios químicos subyacentes.

En la química, numerosas operaciones comienzan mezclando ingredientes en un disolvente. A veces es agua, pero con mayor frecuencia se trata de disolventes como éter (inflamable), cloroformo (tóxico) o benceno (cancerígeno).

A menudo, los disolventes usados en la industria representan un riesgo para la salud humana y el medio ambiente, y su gestión responsable tiene un costo considerable.

Aunque es bien sabido que la acción mecánica puede romper enlaces químicos, resulta mucho menos conocido que también se puede utilizar fuerza mecánica para sintetizar nuevos materiales y compuestos químicos. En los últimos años, el referido proceso de molienda química se ha vuelto cada vez más popular en la producción de estructuras químicas muy complejas. En dicha síntesis, se agitan bolitas de acero con los reactivos y catalizadores en un recipiente que vibra con gran rapidez. Las transformaciones químicas se producen en los lugares en que colisionan las bolas, donde el impacto genera puntos localizados de presión y calor significativos durante un instante. Esto es difícil de incorporar en modelos digitales y, sin acceso a monitorización en tiempo real de la reacción, es muy poco lo que se ha podido averiguar de los entresijos de la mecanoquímica.

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Ahora, por vez primera, unos científicos han estudiado una de estas reacciones en tiempo real, utilizando rayos X de alta penetración para observar las transformaciones sorprendentemente rápidas a medida que el dispositivo de molienda mezcla, muele y transforma ingredientes simples en un producto complejo. Este estudio abre nuevas vías para desarrollar procesos de síntesis química que sean respetuosos con el medio ambiente y que cumplan con las pautas de la Química Sostenible.

El equipo internacional de científicos ha sido dirigido por Tomislav Friscic de la Universidad McGill (Canadá), en colaboración con Ivan Halasz de la Universidad de Zagreb (Croacia), y también ha contado con científicos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), el Instituto Max Planck para la Investigación del Estado Sólido en Stuttgart (Alemania) y el ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) en Grenoble (Francia).

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