11/11/2015 - Desarrollan un nuevo catalizador de grafeno que incrementa la eficiencia en la producción de compuestos para electrónica

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Un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), la Universidad de Bucarest y la Universidad Kamaraj de Madurai (India), ha desarrollado un nuevo material catalizador, compuesto por grafeno y nanopartículas metálicas orientadas que permite, entre otras aplicaciones, incrementar la eficiencia en la producción de fármacos y productos fitosanitarios o compuestos para electrónica.

Además del material en sí, la principal novedad del trabajo desarrollado por los investigadores -y cuyos resultados han sido publicados en la revista Nature Communications- se encuentra en el proceso de obtención, ya que han sido capaces de conseguir el film de grafeno conteniendo las nanopartículas orientadas metálicas -ya sea de cobre u oro- en una única etapa.

Entre cien mil y un millón de veces más activo que los compuestos utilizados en la actualidad

Hermenegildo García, investigador del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la UPV y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), explica que "la unión entre los dos componentes del material y el hecho de que las nanopartículas adquieran la orientación adecuada espontáneamente, redundan directamente en la eficiencia y funcionalidad del nuevo material como catalizador. Comparado con los compuestos metálicos solubles utilizados actualmente, es entre cien mil y un millón de veces más activo".

Para comprender la importancia de las prestaciones del nuevo material diseñado, el investigador del ITQ (UPV-CSIC) compara su proceso de fabricación en un único paso con que "fuéramos capaces de poner la calles y los edificios de una ciudad correctamente orientados. El nuevo material favorece el acoplamiento entre los reactivos que van a dar lugar a los fármacos y compuestos fitosanitarios, formándose un nuevo enlace de forma fácil y eficiente". La causa de esta mayor actividad se encuentra en que las partículas metálicas de tamaño nanométrico presentan la ordenación más adecuada para unir los reactivos.

Junto a Hermenegildo García, en el desarrollo del film de grafeno han participado también Mercedes Álvaro y Juan F. Blandez, investigadores del Departamento de Química de la UPV, junto con Ana Primo e Iván Esteve, miembros ambos del ITQ (UPV-CSIC).

Transformación del biopolímero en grafeno, sobre el que se asientan las nanopartículas generadas por los metales

El proceso para la obtención del grafeno con nanopartículas orientadas se inicia con la purificación de la materia prima: algas y piel de gambas. Posteriormente, los biopolímeros naturales se impregnan con los iones metálicos y se disponen como una película sobre cuarzo, calentándose el sistema a altas temperaturas (1200 grados).

En estas condiciones, el biopolímero se convierte en grafeno. Mientras, los metales van generando las nanopartículas que se asientan sobre el mismo.

"Continuando con la analogía, el proceso se inicia formando primero el grafeno, que sería las calles la ciudad. Después, se crean los edificios, que asimilamos a las nanopartículas metálicas, las cuales se colocan en el lugar correcto favoreciendo su orientación más adecuada. De este modo, logramos favorecer una mayor eficiencia del material obtenido", concluye García.

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