#CienciaEnLaVidaCotidiana #QuímicaReticular La Química Reticular ha forjado materiales conocidos por su rigidez, como las Redes Metal-Orgánicas (MOFs) y las Redes Orgánicas Covalentes (COFs), que poseen porosidad permanente. Sin embargo, estos sólidos extendidos han revelado una propiedad sorprendente: son capaces de exhibir movimientos de gran amplitud en estado sólido sin colapsar su estructura. Para que esto sea posible, el diseño reticular introduce intencionalmente “puntos débiles” controlados dentro de la estructura ultraporosa. La dinámica en estos marcos se clasifica en cuatro modos principales, dependiendo de si el movimiento es global (afecta a toda la estructura) o local (afecta a una parte del constituyente), y si es sincronizado o independiente. El modo más estudiado es la Dinámica Global Sincronizada, observada en los “MOFs que respiran” (breathing MOFs). Estos materiales sufren transiciones de fase reversibles en respuesta a un estímulo externo (como la presión de un gas o el calor), cambiando drásticamente su volumen de poro. El cambio ocurre cooperativamente en toda la red y se debe a la distorsión en los puntos más débiles de la estructura, que pueden ser las unidades de construcción secundaria (SBU) o los enlazadores. Por ejemplo, en el MIL-53, la “respiración” se produce por la rotación del enlazador alrededor del eje O–O en las uniones de carboxilato, en un movimiento similar a la rótula. Otros casos son más dramáticos, como el (Fe)MIL-88(C), que puede expandir su volumen de celda hasta un 230%, o el DUT-49, que se contrae con el aumento de la presión de gas, exhibiendo una inusual adsorción negativa de gas. Otro tipo es la Dinámica Local Sincronizada, donde el esqueleto de la red permanece rígido, pero la funcionalidad molecular añadida se mueve. Esto se logra incrustando interruptores moleculares, como el azobenceno, en los enlazadores. La luz puede cambiar su configuración de trans a cis, alterando la apertura del poro y controlando la carga o liberación de moléculas sin dañar el armazón. El enfoque más avanzado es la Dinámica Independiente, la cual prescinde de la flexión de enlaces covalentes y utiliza enlaces mecánicos (entrelazamiento físico) para la longevidad del material. Esto permite el movimiento autónomo sin necesidad de un estímulo externo. A nivel global, esto se ve en materiales tejidos (woven), como el COF-505. Al retirar el ion metálico (la “plantilla”) de la estructura tejida, los hilos de la red, que solo están unidos mecánicamente, obtienen una enorme libertad de movimiento, lo que resulta en un aumento de diez veces su elasticidad. A nivel local, el movimiento independiente ocurre en nanocajas que tienen anillos mecánicamente atrapados en sus tirantes, capaces de un movimiento de “lanzadera” (shuttling). Descarga aquí la fuente del episodio.
