SCHOTT solutions n° 1/2014 > Vidrio nanoporoso

Porous Power
Foto: SCHOTT/H.-J. Schulz

Poder poroso


Con CoralPor™ 1000 y CoralPor™ 2000, los investigadores de SCHOTT han desarrollado un producto de vidrio poroso que encuentra muchas aplicaciones.


Thomas H. Loewe

No llaman la atención, pero son muy importantes: los electrodos de referencia detectan partículas individuales entre billones de otras partículas en laboratorios de todo el mundo. Como tales son inevitablemente parte importante de casi todas las mediciones electroquímicas. Para separar el líquido de referencia de la muestra dentro de estos electrodos se utilizan a menudo minúsculos segmentos de varilla porosos. SCHOTT ofrece ahora con este fin una nueva solución: CoralPor™ 1000, un vidrio nanoporoso que mejora las mediciones y es adecuado incluso para aplicaciones que rebasan ampliamente el ámbito del laboratorio.
CoralPor
El vidrio nanoporoso CoralPor™ (superior derecha) tiene un amplio abanico de aplicaciones, p. ej. en el campo de la electroquímica, la cromatografía (izquierda) y en escudos térmicos para naves espaciales (derecha). Foto izquierda: Novasep, Foto derecha: Thinkstock
Observado bajo un microscopio electrónico de barrido, CoralPor™ revela numerosos poros y canalillos, que recuerdan a la estructura de un coral, que le da su nombre. Esta estructura se crea mediante un proceso de fabricación especial, en el que el vidrio borosilicato es fundido, enfriado súbitamente y separado en sus fases. Este proceso activa una disgregación de los componentes individuales del vidrio en una fase borato sódico y una fase silicato. Finalmente se utilizan unas sustancias químicas especiales para disolver la fase borato sódico del vidrio, lo que produce una estructura interconectada de porosidad abierta. Este innovador vidrio está disponible actualmente en dos variantes de producto: CoralPor™ 1000 se emplea en la electroquímica, como desecante, para recubrimientos o como componente en aparatos para la tecnología médica, el sector aeroespacial, aplicaciones militares, así como las industrias petrolífera y gasística. CoralPor™ 2000 presenta poros de mayor tamaño (40 – 300 nm) y es idóneo como material separador o como substrato de síntesis en la cromatografía. Ambos productos CoralPor™ han sido desarrollados bajo la dirección del Dr. William James, Supervisor de Desarrollo de Materiales en SCHOTT North America. ”Explicado de forma sencilla, nuestro objetivo era fabricar un vidrio poroso que presentara una elevada resistencia química y mecánica”, comenta James.

Un ejemplo que demuestra su extraordinaria resistencia: ”CoralPor™ se puede utilizar como elemento clave para escudos térmicos de naves espaciales”, explica Ed Hart, Senior Manager of Market Development and Innovation en SCHOTT North America. Como está compuesto en un 95 – 97 % por dióxido de silicio, presenta un bajo coeficiente de dilatación. Esto hace que sea muy resistente en aplicaciones de protección térmica y garantiza una dilatación mínima – una ventaja destacada a temperaturas elevadas, que convierte a CoralPor™ 1000 en un material de uso “universal”. Hart resalta otra ventaja: ”Los numerosos poros, del orden de 4 nm, hacen que CoralPor™ 1000 sea un producto idóneo para electrodos de referencia y otras aplicaciones de laboratorio.”

Durante muchos años la mayor parte de las varillas de vidrio nanoporoso provinieron de un único proveedor, pero dejaron de producirse hace poco, causando una honda preocupación en la comunidad científica. Sólo entre 2012 y 2013, más de 70 artículos en diversas revistas científicas mencionaban explícitamente el uso de electrodos de referencia, precisamente con las varillas de vidrio de la marca desaparecida. ”Estábamos realmente muy preocupados”, explica Philippe Buhlmann, Profesor de Química y Física Química en la Universidad de Minnesota. ”Pero ahora muchos miembros científicos están aliviados, porque ha acudido en su ayuda SCHOTT con su gama de productos CoralPor™ para cerrar este hueco”, añade Buhlmann. CoralPor™ se ha ganado también la confianza de los usuarios de la cromatografía. Para este método los investigadores necesitan materiales que resistan hasta un índice pH 14, para que soporten la operación de limpieza entre ciclos cromatográficos. ”Hasta ahora, los medios convencionales basados en vidrio sólo eran químicamente estables dentro de un intervalo de índices pH desde 2 hasta 8”, explica James. La estructura superficial especial de CoralPor™ proporciona otra ventaja, al maximizar la cantidad de moléculas objetivo separadas por ciclo.
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”La particularidad de CoralPor™ es que podemos adaptarlo a muchas de las exigencias específicas de nuestros clientes”, comenta Hart. Los investigadores de SCHOTT pueden producir CoralPor™ a la medida de una amplia variedad de geometrías, superficies y tamaños de poro. Esta flexibilidad evidencia también que queda todavía por explorar un amplio espectro de aplicaciones de CoralPor™: ”Una dirección que hemos tomado es la de seguir ampliando la superficie de CoralPor™. Esto nos permite aumentar al mismo tiempo el poder absorbente del material y su capacidad como substrato de síntesis”, señala James. Otra posibilidad son las barreras térmicas para turbinas y motores. Todo esto demuestra que a los expertos de SCHOTT no se les agotarán las ideas en el futuro. <
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Fuente: SCHOTT/TransQuer
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