Estructuras metalorgánicas (MOF)

Soluciones de caracterización de MOF para ayudarlo a crear estructuras sólidas

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Las estructuras metalorgánicas (MOF) son estructuras cristalinas covalentes híbridas creadas por moléculas orgánicas de reacción con iones de metal. No solo son más duraderas que los cristales orgánicos, sino que, debido a sus vacíos interconectados a nanoescala, tienen un potencial incomparable para atrapar, almacenar y catalizar iones y moléculas.

Gracias a estas capacidades, las MOF pueden agregar un valor significativo a varias aplicaciones, incluido el almacenamiento y separación de gases, la separación y purificación de líquidos, el almacenamiento de energía electroquímica, la catálisis o la administración de medicamentos. También se pueden utilizar en dispositivos sensores de gas que miden y responden a este proceso de captura.

¿Por qué es importante la caracterización de materiales en las MOF?

Para aprovechar al máximo el potencial de las estructuras metalorgánicas (MOF, del inglés Metal Organic Framework), es necesario ajustar las características clave y el entorno local de estas (como el campo eléctrico, la temperatura, la presión o la química). Específicamente, la caracterización y optimización del material permiten adaptar las moléculas o iones que atrae, controlar la rapidez con la que la MOF los atrapa o libera, y garantizar que esto ocurra de forma eficaz. De esta manera, puede asegurarse de que la MOF proporcione productos finales sólidos y que se puedan procesar de manera consistente. 

¿Qué características de MOF son importantes?

Las estructuras cristalinas de las estructuras metalorgánicas (MOF, del inglés Metal Organic Framework) les otorgan sus capacidades de recolección. Además, mediante la adaptación de las moléculas constituyentes de la MOF y de cómo se sintetiza, es posible optimizar el tamaño, la conectividad y la afinidad de unión de los vacíos de los cristales para atraer moléculas o iones específicos. Para hacer lo anterior, se necesita una comprensión sólida de cómo la estructura de la red cristalina interactúa con otras especies moleculares e iónicas, y cómo las variaciones en el entorno del huésped afectan esta estructura.

Comprender el tamaño y la morfología de las partículas también es importante: optimizar estas características puede maximizar el rendimiento de la MOF. Específicamente, el área total de la superficie de las partículas determina la eficacia con la que puede fluir un gas o líquido y la rapidez con la que la MOF puede atrapar o liberar moléculas o iones. Para obtener el mejor producto final, las partículas de MOF deben permanecer de un tamaño constante, intactas y no aglomeradas, y se debe controlar el flujo y la compresión del polvo.

Junto con esto, supervisar la concentración elemental del líquido portador de una MOF puede ayudar a garantizar que la MOF recolecte y libere iones de manera eficaz. 

Por último, cuando las MOF están formuladas en forma de nanopartículas sintéticas, las superficies de estas nanopartículas sintéticas se pueden modificar. Esto permite que las nanopartículas accedan a las células y, por lo tanto, transporten una amplia gama de fármacos activos y dirigidos. Comprender el comportamiento hidrodinámico de las nanopartículas es fundamental para lograr el éxito con este tipo de aplicación de MOF.

¿Cuáles son nuestras soluciones de análisis de MOF?

La difracción de rayos X (XRD, del inglés X-ray Diffraction) le permite medir y verificar la estructura cristalina de su estructura MOF (del inglés Metal Organic Framework, estructura metalorgánica), y nuestros difractómetros de rayos X Empyrean y Aeris proporcionan los datos de difracción de polvo de la más alta calidad. Aeris puede obtener exploraciones en solo cinco minutos, y ambos instrumentos proporcionan una excelente resolución y sensibilidad para obtener los mejores detalles. Además, la microcalorimetría ultrasensible de nuestro MicroCal PEAQ-ITC proporciona mediciones directas de la afinidad de unión, estequiometría, entalpía y entropía de su estructura.

Para la medición de partículas, nuestro medidor de partículas de difracción láser Mastersizer 3000 es la solución ideal, y su versatilidad le permite crear la mejor configuración para obtener resultados consistentes. En lo que respecta a la morfología de las partículas, el Morphologi 4 puede generar un conjunto completo de resultados de tamaño y forma para hasta 500 000 partículas en tan solo 30 minutos. Y con Morphologi 4-ID, puede volver a cualquier partícula individual para obtener un análisis más detallado, como la espectroscopia Raman.

Cuando se trata de analizar nanopartículas de MOF en solución, la dispersión de luz dinámica (DLS, del inglés Dynamic Light Scattering) y la dispersión de luz electroforética (ELS, del inglés Electrophoretic Light Scattering) son ideales para medir el tamaño de las partículas y analizar la desviación de las partículas para el potencial zeta, respectivamente. Nuestra gama de Zetasizer Advance es compatible con ambas técnicas, y el Nanosight NS300 complementa estas mediciones con imágenes en tiempo real del movimiento de las partículas, incluido el análisis de seguimiento de tamaño y concentración.

Además, nuestros instrumentos de fluorescencia de rayos X (XRF, del inglés X-ray Fluorescence), como Epsilon y Zetium, pueden ayudarlo a evitar impurezas y a rastrear la absorción o expulsión de especies mediante el análisis de la composición química de su muestra de MOF o su solución portadora. O bien, con nuestro equipo de preparación de muestras, también puede preparar soluciones para el análisis químico ICP.

Empyrean

El difractómetro inteligente
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Impulsar la próxima generación de investigación de XRD
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Mastersizer 3000

Entregamos los datos que necesita para obtener resultados confiables
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Morphologi 4

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Morphologi 4-ID

Estamos a su disposición a largo plazo

Con Malvern Panalytical, también puede confiar en la experiencia de nuestros científicos de aplicaciones. Sin importar cuál sea el instrumento, ellos le mostrarán cómo aprovecharlos al máximo a través de una capacitación personalizada. Y nuestros equipos regionales de atención al cliente están a solo una llamada de distancia. Ya sea que necesite una explicación rápida, un contrato de servicio completo o cualquier otra cosa, estamos a su disposición.

Permítanos ayudarlo a aprovechar al máximo sus estructuras metalorgánicas (MOF, del inglés Metal Organic Framework). Comuníquese con nosotros hoy mismo.