Materiales porosos cristalinos para la adsorcion de contaminantes, catalisis heterogenea y regeneracion de tejidos Research groups

Desde la remota Edad de Bronce, las redes cristalográficas basadas en nodos metálicos han sido protagonistas del avance tecnológico de la humanidad y han ido evolucionando con el tiempo, desde las más sencillas desde el punto de vista cristalográfico (metales puros y sus aleaciones) hasta las complejas redes sólidas basadas en la conectividad entre nodos. En las redes de coordinación, concretamente, los nodos metálicos se conectan a través de ligandos inorgánicos y orgánicos, dando lugar al ensamblaje de los mismos en clústers, en cadenas (1D), en planos (2D), en redes 3D y en otras arquitecturas que sobrepasan estas aproximaciones estructurales.

El grupo de investigación solicitante, IMaCris/MaKrisI, lleva trabajando en redes de coordinación desde 1989. La experiencia del grupo se centra en el diseño, la síntesis y la caracterización estructural de nuevos compuestos mediante técnicas espectroscópicas y difractrometría de RX. Los metales que se han venido utilizado principalmente son de la primera serie de transición y, por lo tanto, abundantes y medioambientalmente respetuosos.

En sus inicios, el grupo estudiaba las propiedades magnéticas y, con el tiempo, la experiencia cristaloquímica adquirida ha permitido la orientación de la actividad investigadora hacia otros ámbitos de aplicación de la ciencia de materiales. Concretamente, desde 2000, la investigación principal del grupo se centra en materiales porosos, tanto de tipo MOF (metal-organic framework) como otras variantes. Este tipo de materiales han concentrado un gran esfuerzo investigador por parte de la comunidad científica internacional, ya que se han llegado a conseguir materiales con volúmenes de porosidad tales que un solo gramo de compuesto puede albergar el área superficial correspondiente a un campo de futbol. Los procesos físico-químicos en el estado sólido o en condiciones heterogéneas tienen lugar sobre las superficies de los materiales y, por ello, los compuestos porosos pueden orientarse hacia multitud de aplicaciones que incluyen la adsorción y desorción de sustancias de diversa índole.

Así, el grupo, ha adquirido una experiencia importante en la adsorción de sustancias de diversa naturaleza. Entre ellas destaca la adsorción de gases de efecto invernadero (principalmente CO2) y de gases para combustible (especialmente, H2). Por otra parte, los nuevos materiales porosos también son capaces de adsorber sustancias contaminantes en disolución por lo que son excelentes candidatos para la extracción de contaminantes en aguas naturales (ríos y océanos). Los aspectos mencionados han sido ampliamente estudiados por el grupo y constituyen una línea consolidada (LC) dentro del mismo, a la que se denomina genéricamente LC1. Adsorción de contaminantes.

Por otra parte, el gran volumen accesible de los materiales porosos los hace especialmente adecuados para su uso en catálisis heterogénea, que presenta la gran ventaja de poder reutilizar el catalizador. Frente a las aproximaciones más habituales que usan MOFs para albergar el catalizador, el grupo ha desarrollado una estrategia propia que consiste en utilizar la red de coordinación como soporte estructural y como catalizador, simultáneamente, evitando así el uso de metales muy tóxicos como Ru, Rh o Pd. Esta segunda línea está también consolidada y se denomina LC2. Catálisis heterogénea.

Finalmente, en los últimos dos años, el grupo ha comenzado a sintetizar un conjunto de materiales con propiedades en el ámbito de la Biomedicina. Así, por una parte, se están investigando redes de coordinación en forma de hidrogeles que pueden transportar agentes bactericidas que impidan o disminuyan las infecciones asociadas al desarrollo de nuevos tejidos y, por otra, redes basadas en metales del bloque s que puedan transportar factores de crecimiento y los iones básicos (Ca2+ y fosfatos) necesarios para el crecimiento óseo. Esta es una línea emergente (LE) que se denomina LE1. Regeneración de tejidos.

Ikerketa eremua

Physical Sciences

Erakundea
University of the Basque Country (UPV/EHU)
RIS3 lehentasunak
  • Energy
  • Advanced manufacturing
Ikertzaile nagusia
Karmele Urtiaga Greaves
Helbidea
FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Nola iritsi
Ikerketa lerro nagusiak
  • Adsorción de contaminantes. Diseño, síntesis y caracterización estructural de materiales porosos y estudios de adsorción de gases de efecto invernadero y sustancias contaminantes en disolución.
  • Catálisis heterogénea. Diseño, síntesis y caracterización estructural de materiales porosos y estudios catalíticos en condiciones heterogéneas de procesos de interés energético y medioambiental.
  • Regeneración de tejidos. Diseño, síntesis y caracterización estructural de materiales porosos que trasporten agentes bactericidas, factores de crecimiento e iones en la regeneración de tejidos.