CLAVES PARA EL DISEÑO RACIONAL DE MOFs: DESDE LAS VARIABLES DE SÍNTESIS A LA RELACIÓN ESTRUCTURA-PROPIEDAD

M. C. BERNINI

Rosario

Conferencia; XVIII Congreso Argentino de Físicoquímica y Química Inorgánica; 2013

AAIFQ y UNR

Los Polímeros de Coordinación o MOFs (Metal Organic Frameworks) son compuestos cristalinos cuyas redes poliméricas orgánico-inorgánicas están constituidas por iones metálicos aislados, vinculados en clusters o en unidades infinitas de distinta dimensionalidad (SBUs), las cuales se autoensamblan covalentemente con ligandos orgánicos multifuncionales, generando redes poliméricas periódicas 1D, 2D o 3D. La arquitectura obtenida es el resultado de numerosas variables tales como la naturaleza y características de las unidades constitutivas, el solvente, la temperatura, la presencia de moléculas auxiliares en la síntesis (templates o directores estructurales). El control de todos los factores puede resultar un reto como así también, una invitación a la creatividad de los químicos para sintetizar MOFs con aplicaciones diversas. En este sentido, se ha reportado un gran número de ellos con propiedades en catálisis heterogénea, luminiscencia, adsorción y separación de gases, etc.[1] Como rasgo esencial estos materiales presentan canales y cavidades de distinta forma y funcionalidad, habiéndose observado compuestos con las mayores áreas superficiales conocidas, altas capacidades de adsorción de gases, líquidos, fármacos, captura selectiva de CO2, etc.[2] Sin embargo, la porosidad, cualidad preciada y requerida para que estos materiales exhiban algunas de estas propiedades, puede no ser tan fácilmente accesible o permanente. Esto se debe a que en general, cuanto mayores sean las cavidades, mayor será la tendencia a cristalizar con moléculas de solvente, ligandos, o templates en el interior de dichos huecos, haciendo necesaria, y a veces crítica, una etapa de activación. En este trabajo se destacan estudios fisicoquímicos que muestran la influencia de las variables de síntesis en las estructuras de diversos MOFs y ejemplos de la relación composición-estructura-propiedad, en catálisis heterogénea y magnetismo. Por último, simulaciones moleculares de GCMC, que han sido exitosamente empleadas para estudiar la adsorción de gases en MOFs y zeolitas, se han utilizado por primera vez en el estudio de la adsorción de moléculas de fármacos en MOFs bio-compatibles. Los resultados obtenidos exhiben un buen acuerdo con datos experimentales, convirtiendo a esta técnica en una potente herramienta en el estudio, diseño y mejoramiento de MOFs ideados como soportes en liberación controlada de fármacos.   Referencias bibliográficas 1.  Férey, G. Chem. Soc. Rev. 2008, 37,19. 2.  Long, J. R.; Yaghi, O. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1213.