Científicos de TPU, Alemania y Estados Unidos han encontrado una nueva forma de funcionalizar un dieléctrico, también conocido como ‘grafeno blanco’, es decir, nitruro de boro hexagonal (hBN), sin destruirlo ni cambiar sus propiedades. Gracias al nuevo método, los investigadores sintetizaron una ‘alfombra nano de polímero’ con un fuerte enlace covalente en las muestras.
El profesor Raul Rodriguez de la Facultad de Investigación de Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas de TPU explica:
‘Por primera vez, hemos logrado funcionalizar covalentemente el nitruro de boro hexagonal sin composiciones químicas fuertes y la introducción de nuevos defectos en el material. De hecho, los enfoques anteriores habían dado como resultado un material diferente con propiedades alteradas, es decir, nitruro de boro hidrolizado. A nuestro turno, utilizamos los nanodefectos existentes en el material sin aumentar su número, y la fotopolimerización ecológica «.
Una de las opciones prometedoras para usar el nuevo material, según los investigadores, son los catalizadores para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Teniendo esto en cuenta, las ‘alfombras de polímero’ funcionaban como portadores de sustancias activas, es decir, matrices. Las nanopartículas de níquel se integraron en la matriz. Los catalizadores obtenidos se utilizaron para electrocatálisis. Los estudios demostraron que podrían utilizarse con éxito como una alternativa al caro platino u oro.
‘Uno de los desafíos importantes en la catálisis es obligar al material de partida a alcanzar los centros activos del catalizador. Las ‘alfombras de polímero’ forman una estructura 3D que ayuda a aumentar el área de contacto de los centros activos del catalizador con el agua y hace que la adquisición de hidrógeno sea más eficiente. Es muy prometedor para la producción de combustible de hidrógeno respetuoso con el medio ambiente », dice el científico.
El nitruro de boro es un compuesto binario de boro y nitrógeno. Mientras que, el nitruro de boro hexagonal o ‘grafeno blanco’ es un polvo blanco similar al talco con celosía hexagonal similar al grafeno. Es resistente a altas temperaturas y las sustancias químicas, no tóxicas, tienen un coeficiente de fricción muy bajo y funcionan como un dieléctrico perfecto y como un buen conductor de calor. Los materiales de nitruro de boro se usan ampliamente en las reacciones de síntesis orgánica industrial, en el craqueo de petróleo, para la fabricación de productos de tecnología de alta temperatura, la producción de semiconductores, los medios para extinguir incendios, etc.
Anteriormente, varios estudios se dedicaban a la funcionalización del nitruro de boro hexagonal. Normalmente, este proceso utiliza oxidantes químicos fuertes que no solo destruyen el material, sino que también cambian significativamente sus propiedades. El método, que utilizan los científicos de TPU y sus colegas extranjeros, les permite evitar esto.
«Los estudios han demostrado que obtuvimos ‘alfombras poliméricas’ homogéneas y duraderas que se pueden quitar del sustrato de soporte y utilizar por separado. Además, se trata de una tecnología bastante universal, ya que para la funcionalización utilizamos diferentes monómeros que permiten obtener materiales con propiedades óptimas para su uso en diversos dispositivos », dice el profesor Raúl Rodríguez.
