Reacciones con luz y sin disolventes
Fotoquímica: El movimiento correcto facilita las reacciones impulsadas por la luz sin utilizar disolventes perjudiciales para el medio ambiente
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La luz es una fuente de energía ecológica para las reacciones químicas. Sin embargo, se han necesitado grandes cantidades de disolventes nocivos para garantizar que la luz, debido a su escasa profundidad de penetración, llegue a las zonas donde se necesita. Carolina Spula omite el uso de disolventes. Como estudiante de doctorado que trabaja con el profesor Lars Borchardt en la Cátedra de Química Inorgánica I de la Universidad del Ruhr de Bochum, su trabajo se centra en el movimiento y las reacciones fotoquímicas en seco sobre sólidos.
Los investigadores desarrollaron ellos mismos los cilindros transparentes y las bolitas de teflón para los experimentos.
© RUB, Kramer
"La fotoquímica convencional del estado sólido se limita a cantidades muy pequeñas", explica Spula. Como la luz no puede penetrar profundamente en los polvos sólidos, el método convencional utilizaba capas de polvo muy finas extendidas sobre una placa de vidrio e iluminadas desde abajo. Esto planteó la pregunta: ¿Cómo se pueden exponer cantidades mayores de polvo de manera uniforme para permitir reacciones en toda la mezcla?
En su investigación doctoral, Carolina Spula desarrolló fotorreactores especializados para molinos de bolas que permiten irradiar los recipientes de reacción mientras se agitan. Consisten en un cilindro de cristal de cuarzo transparente que contiene varias bolitas de teflón. En el recipiente se vierte el material de partida en polvo para la reacción fotodirigida deseada.
Agitación o mezcla
Para realizar reacciones fotoquímicas con mayores cantidades de polvo, Spula probó un instrumento alternativo con un patrón de movimiento diferente: el mezclador acústico resonante. En este método, el recipiente se monta en posición vertical y se pone en vibración vertical. "En cierto modo, se puede comparar con los mezcladores de pintura que se encuentran en las ferreterías", explica. No se necesitan bolas de molienda, lo que permite una mayor carga de polvo.
Spula trabaja en reacciones orgánicas. Esto le ha permitido crear pequeños nanoribbones de grafeno y transferir sus conocimientos a las funcionalizaciones C-X. "La evaluación ha demostrado que nuestro método mecanoquímico impulsado por UV tiene la mejor evaluación en términos de métricas de química verde con el menor consumo de energía en comparación con los métodos basados en disolventes o catalizados por metales", explica la investigadora.
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