No es magia. Sólo química. Realmente química compleja.
Estamos hablando de estructuras metal-orgánicas. O MOF para abreviar. Estos no son cualquier producto químico. Son estructuras basadas en carbono construidas con grupos de átomos metálicos en su interior. Piense en ello como una jaula. El metal son las barras. ¿El resto de la molécula? El marco.
Estas jaulas pueden atrapar otros compuestos. Reaccionan con ellos, se aferran a ellos. Como una esponja absorbiendo líquido pero a escala molecular.
¿Por qué importa eso?
Tome dióxido de carbono. Ya conoces el CO2. Es incoloro. Inodoro. Un gas de efecto invernadero. Lo producimos respirando. Los animales sí. Los coches sí. Quemar petróleo o gas lo hace. Las plantas intentan repararlo mediante la fotosíntesis, convirtiéndolo en oxígeno. Pero ahora hay demasiado. De todos modos, eso es parte del cambio climático. El cambio a largo plazo en los patrones climáticos de la Tierra causado por la quema de combustibles fósiles o la tala de bosques.
Los MOF quieren ese carbono.
“Estos átomos metálicos pueden atrapar otros compuestos”.
Ese es el truco.
¿Con qué estamos construyendo esto?
Analicemos las partes.
Un átomo es la unidad base. Pequeño núcleo de protones (carga positiva) y neutrones (neutro). Los electrones (negativos) orbitan a su alrededor como una nube borrosa.
¿Cuando los átomos se unen? Molécula. Hidrógeno + oxígeno = agua. H2O. Dos hidrógenos. Un oxígeno. Simple.
Ahora agregue un cargo.
Si un átomo pierde o gana electrones, se convierte en un ion. Cargado eléctricamente. La carga eléctrica es solo una propiedad física. Negativo o positivo. Si todos los electrones se desprenden de sus átomos, se obtiene plasma. Un gas ionizado. Cosas calientes.
Pero volvamos a los MOF. Necesitan un componente metálico.
Un metal conduce bien la electricidad. Brilla. Pensativo. Maleable. Puedes remodelarlo con calor sin que se rompa. En estas estructuras, los átomos metálicos actúan como anclas. Se agrupan. Esperan a que pase el CO2.
¿Es este un concepto nuevo? Más o menos.
El Premio Nobel es para personas que impulsan a la humanidad hacia adelante. Nombrado en honor a Alfred Nobel. Murió en 1896 con una tonelada de dinero en efectivo tras inventar la dinamita. Dio su fortuna a recompensas por la física, la química, la medicina, la literatura y la paz. ¿Investigadores del MOF? Es posible que pronto estén haciendo fila para ganar esa medalla de química.
¿Por qué no simplemente filtrar el aire?
El aire es principalmente nitrógeno. Y oxígeno.
El oxígeno constituye aproximadamente el 21% de nuestra atmósfera. Todo lo que respira lo necesita para su crecimiento y metabolismo. Incluyéndote a ti. Incluyendo microbios.
Podríamos eliminar el CO2 de ese aire. ¿Pero cómo?
Un filtro. Sustantivo o verbo. Bloquea cosas según el tamaño. Densidad. Cargar. La mayoría de los filtros atrapan grandes partículas de polvo. No moléculas diminutas como el dióxido de carbono.
A menos que ese filtro sea poroso.
Poroso significa que tiene poros. Pequeños agujeros. Una esponja funciona de esta manera. Aspira líquido y lo retiene hasta que lo exprimes. Los MOF son como esponjas microscópicas diseñadas para gases. Son 3D. Abreviatura de tridimensional. Altura. Ancho. Longitud. Un volumen completo, no sólo una hoja plana.
Atrapan gases específicos y dejan pasar otros.
Selectivo. Preciso.
El panorama general
Un cultivo no es sólo un campo de maíz, café o tomates. Es una planta que los agricultores cultivan intencionalmente. Nutrido. Cosechado. Vendido. Nos alimentamos de cultivos. Los cultivos respiran CO2. Pero quemamos combustibles más rápido de lo que ellos pueden exhalarlo.
Tenemos una fuga en la atmósfera. La envoltura de gas que rodea la Tierra. La atmósfera retiene el calor gracias a los gases de efecto invernadero como el CO2.
Parte de ese gas es tóxico. Capaz de matar células o tejidos. Aunque el CO2 no es estrictamente tóxico en los niveles actuales, es peligroso en conjunto.
El azar no resolvió esto. Se necesitaron químicos.
Química estudia la composición, la estructura y cómo interactúan las cosas. El campo donde se estudia la receta de un compuesto y luego se intenta producirlo en masa. O crear algo completamente nuevo.
Una química es una sustancia formada a partir de átomos que se unen en una proporción fija. El agua es una sustancia química. También lo es el CO2. El término también describe la reacción entre compuestos. La interacción.
Entendemos las partes. El núcleo. Los electrones. Los bonos.
Lo que necesitamos ahora es voluntad. Implementar estas esponjas a escala. De hecho, convertirlos en fregadoras adjuntas a las fábricas. O tal vez incluso torres que simplemente chupan aire del cielo.
Se siente lento. ¿Demasiado lento?
La tecnología existe. La ciencia es sólida.
Simplemente no hemos empezado lo suficiente.
