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Aceleran por primera vez una reacción química mediante campos eléctricos

Por el 2 de marzo de 2016, 20:11
  • Un estudio en Nature demuestra que es posible acelerar reacciones químicas no redox mediante el uso de campos eléctricos.
  • El trabajo podría mejorar y abaratar procesos industriales como el desarrollo de fármacos o la síntesis de polímeros.
Aceleran por primera vez una reacción química mediante campos eléctricos
alice-photo | Shutterstock

"You're the one that I want" no es cualquier canción. Es el emblema de toda una generación, que vio en la historia de amor de John Travolta y Olivia Newton-John la excusa perfecta para ponerse a bailar en guateques, karaokes y fiestas populares. El baile por fin se ha trasladado a la ciencia. Y es que al grito de "it's electrifyin'!", un equipo de investigadores australianos y españoles ha emulado al rebelde Danny para "llenar de electricidad" el mundo de la química. Su trabajo, publicado en la revista Nature, ha demostrado por primera vez que es posible acelerar una reacción química mediante el uso de campos eléctricos externos.El sueño de los químicos es acelerar las reacciones químicas (menos las explosivas) y hacerlas selectivas, un reto que parece demostrar este trabajo

La reacción química elegida por los científicos fue la reacción de Diels-Alder, una de las más importantes de la química orgánica. "Es una reacción que se utiliza para fabricar numerosos fármacos o en la síntesis de polímeros", explica a Hipertextual Ismael Díez, investigador de la Universitat de Barcelona y uno de los autores del estudio. El empleo de los campos eléctricos externos ha permitido multiplicar por cinco la velocidad de esta reacción química, un resultado que, según Díez, permitirá desarrollar reacciones químicas de este tipo de una manera "más rápida, limpia y barata".

La reacción de Diels-Alder es "capital en la síntesis de productos orgánicos, típicamente ciclos de átomos de carbono con sustituyentes", aclara Florentino Borondo, catedrático de Química de la Universidad Autónoma de Madrid. Su importancia es de tal envergadura que sus descubridores, Otto Diels y Kurt Alder, recibieron el Premio Nobel en 1950. Borondo señala a este medio que "una buena parte de la química orgánica sintética se basa en ella porque proporciona un gran control sobre la estereoquímica (la disposición relativa de los átomos)". Controlar la velocidad de una reacción química como la de Diels-Alder ya es posible mediante otros métodos de catálisis, como la adición de compuestos químicos o el uso de láseres. Sin embargo, según el profesor de la UAM, esta última estrategia es costosa y difícil de implementar.

Química

Ismael Díez comenta que existen reacciones químicas de tipo redox que son inducidas por campos eléctricos externos. Pero esta es la primera vez que se ha logrado demostrar experimentalmente que en una reacción química no redox es posible acelerar la generación de productos aplicando un voltaje entre dos puntos. Borondo añade que en la bibliografía existían muchos indicios de que esto era posible, por lo que "la idea ya había circulado por ahí". El catedrático de Química sostiene que el estudio demuestra esa posibilidad "en entornos nano". Una idea también compartida por Nazario Martín, catedrático de Química Orgánica de la Universidad Complutense de Madrid, que aclara que "las evidencias experimentales que muestran parecen bastante concluyentes, aunque dejen interrogantes abiertos". A su juicio, el trabajo es interesante, ya que la catálisis electrostática de este tipo no ha sido demasiado explorada por los químicos orgánicos.

Los resultados, que en opinión de Borondo tienen una gran importancia a nivel de conocimiento fundamental, no permiten por ahora trasladar esta aplicación a escala industrial. "De momento no se puede abrir una fábrica con el método", aclara Borondo a Hipertextual. Martín, por otro lado, señala que la prueba de concepto se ha realizado a nivel de una molécula, por lo que en el futuro se deberá probar que este método también funciona "en la parte macroscópica" y explorar su utilidad en reacciones químicas parecidas. Según Díez, las conclusiones del estudio sí podrían en el futuro mejorar procesos como el desarrollo de fármacos o la síntesis de polímeros para la construcción. Y es que, como concluye el científico de la UAM, "el sueño de los químicos es acelerar las reacciones químicas (menos las explosivas) y hacerlas selectivas". Un sueño que hoy se impregna de la banda sonora de Grease para conseguirlo.

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