Los nanoreactores son pequeños sistemas que facilitan reacciones químicas específicas, como lo hace un catalizador. Muchos se encuentran en sistemas biológicos, como ciertas proteínas. Pero los químicos también pueden sintetizar nanoreactores artificiales para controlar las reacciones químicas. Una clase importante de estos nanoreactores tieneuna arquitectura de "yema y cáscara" como un huevo: una nanopartícula metálica catalíticamente activa está rodeada por una cáscara que consiste en una red polimérica. Este tipo de nanoreactores pueden crear entornos aislados para reacciones específicas y restringirlos al pequeño espacio dentro de la cáscara.
La descripción matemática ofrece nuevas ideas
"Hemos descrito matemáticamente por primera vez cómo se transportan dos moléculas diferentes para reaccionar dentro de los nanoreactores. El nuevo modelo muestra claramente qué factores favorecen una reacción dada", dice el Dr. Rafael Roa. Roa es el primer autor de la publicación en catálisis ACS y un postdoc en el grupo encabezado por el Prof. Joe Dzubiella en el Instituto HZB de Materia Suave y Materiales Funcionales.
¿Qué es lo más importante?
Algunos de los resultados son una sorpresa: al contrario de lo esperado, la velocidad de reacción no está tan limitada por la concentración de las moléculas en solución, sino decisivamente por la permeabilidad de la cubierta del nanoreactor ". Esto es extremadamente interesante ya que los químicos de hoya menudo puede ajustar o incluso cambiar la permeabilidad de estos depósitos a moléculas específicas a través de variaciones de temperatura u otros parámetros ", explica el coautor Dr. Won Kyu Kim.
Foto-activación tomada en cuenta
El nuevo modelo es un gran paso adelante de la teoría anterior hecha muchas décadas antes que podría manejar solo una molécula ". Nuestro modelo es aplicable a la investigación sobre materiales energéticos, e incluso puede tener en cuenta la fotoactivación de uno de losmoléculas en el caparazón por la luz solar ", afirma Dzubiella. Con este trabajo ha logrado uno de los objetivos de su Beca Consolidadora del Consejo Europeo de Investigación ERC 2015-2020
Las predicciones se pondrán a prueba
El grupo de Teoría de la Materia Suave de Dzubiella colabora con el químico de HZB Prof. Yan Lu, un reconocido experto en nanoreactores sintéticos. Están ansiosos por probar sus predicciones teóricas en sistemas reales. "Ahora podemos entender mejor lo que sucede, y esperamospara predecir cómo se pueden controlar los efectos catalíticos de este tipo de nanoreactores, a través de bucles de retroalimentación, por ejemplo, que detendrán o iniciarán la reacción a voluntad ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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