Descripción del proyecto
LA CRISIS ENERGETICA, DEBIDA AL CONSUMO DE COMBUSTIBLES FOSILES Y AL CRECIMIENTO DE LA POBLACION MUNDIAL JUNTO CON EL IMPACTO AMBIENTAL CAUSADO POR LOS DOS ULTIMOS, HACEN QUE SEA EXTREMADAMENTE URGENTE DESDE EL PUNTO DE VISTA ECONOMICO Y ECOLOGICO EL DESARROLLO DE ENERGIAS SOSTENIBLES Y FUENTES DE MATERIAS PRIMAS COMPLEMENTARIAS,EN ESTE SENTIDO, LA NATURALEZA REPRESENTA UN MODELO DE INSPIRACION SOBRE COMO LIDIAR CON LA ENERGIA, DESECHOS Y MATERIAS PRIMAS, DONDE LAS ENZIMAS TRANSFORMAN LA ENERGIA SOLAR EN ENERGIA QUIMICA, CONSUMIENDO Y REGENERANDO O2, H2O, CO2, H2 ,,, EN UN CICLO CERRADO PERFECTO, EN EL CENTRO DE MUCHOS DE ESTOS PROCESOS ESTAN LOS METALOPORFIRINOIDES, QUE SE ENCUENTRAN EN ENZIMAS QUE CAPTAN ENERGIA SOLAR Y CATALIZAN PROCESOS QUIMICOS CRUCIALES, A DIFERENCIA DE LA MAYORIA DE LOS CATALIZADORES HETEROGENEOS NANOESTRUCTURADOS BASADOS EN PORFIRINOIDES, EN LOS QUE LA FUERZA IMPULSORA DEL AUTOENSAMBLAJE ES EL APILAMIENTO PI-PI O LA COORDINACION METAL-LIGANDO, LAS ENZIMAS NOS ENSEÑAN QUE LOS SITIOS CATALITICOS ALREDEDOR DE LOS CENTROS METALICOS DEBEN PERMANECER ACCESIBLES PARA LOS SUSTRATOS (PARA OPTIMIZAR EL RENDIMIENTO CATALITICO) Y EN UN COMPARTIMENTO BIEN DEFINIDO (PARA MEJORAR LA SELECTIVIDAD),EN ESTE CONTEXTO, EN SUPRAGAPCAT PLANEAMOS APLICAR LAS LECCIONES APRENDIDAS DE LA NATURALEZA PARA CMATERIALES NANOPOROSOS CON UN RENDIMIENTO CATALITICO SIN PRECEDENTES QUE COMBINEN LA PREPARACION SIMPLE, ALTA ESTABILIDAD Y ROBUSTEZ DE CATALIZADORES HETEROGENEOS, EL AMPLIO ALCANCE CATALITICO DE CATALIZADORES HOMOGENEOS, Y LA SELECTIVIDAD Y ACTIVIDAD EN CONDICIONES SUAVES DE LAS ENZIMAS, LA CLAVE PARA LOGRAR TAL OBJETIVO SE BASA EN EL DESARROLLO DE UNA ESTRATEGIA DE AUTOENSAMBLAJE QUE NOS PERMITA ORGANIZAR COFACIALMENTE LOS METALOPORFIRINOIDES A DISTANCIAS INTERSTICIALES AJUSTABLES, CREANDO ASI UNA MATRIZ PERIODICA DE NANOREACTORES CON SITIOS (FOTO / ELECTRO)CATALITICOS BIEN DEFINIDOS Y ACCESIBLES,ESTA ESTRATEGIA DE NANOESTRUCTURACION VERSATIL Y POCO CONVENCIONAL QUE PROPONEMOS NOS PERMITIRA: 1) OPTIMIZAR LA ACTIVIDAD CATALITICA, ASI COMO LOS PARAMETROS REDOX Y FOTOFISICOS, A TRAVES DE LA ESTRUCTURA METALLOMACROCYCLE, 2) DEFINIR LA DISTANCIA ENTRE LOS SITIOS ACTIVOS, EL TAMAÑO DE LA NANOCAVIDAD CATALITICA, EL ENTORNO QUIRAL Y LA ADAPTABILIDAD ESTRUCTURAL DE ESTOS NANOREACTORES EN RESPUESTA A ESTIMULOS EXTERNOS O CAMBIOS EN EL SUSTRATO A LO LARGO DE LA REACCION, 3) CONTROLAR, SIN MUCHO ESFUERZO SINTETICO, LA ORGANIZACION JERARQUICA DE LAS MOLECULAS DE PORFIRINOIDES ACTIVAS EN MULTIPLES DIMENSIONES: "0D" (CAJAS), 1D (POLIMEROS SUPRAMOLECULARES LINEALES), 2D (NANOHOJAS) O 3D (REDES CRISTALINAS), DEPENDIENDO DE LA VALENCIA, (ES DECIR, NUMERO DE SITIOS DE UNION) DE LAS UNIDADES DE ENSAMBLAJE, 4) UTILIZAR DIFERENTES METALES EN POSICIONES ESTRATEGICAS PERIODICAS, PARA TRATAR DE ALCANZAR MAYORES EFICIENCIAS O LOGRAR UNA CATALISIS EN TANDEM, DONDE UN SUSTRATO SE SOMETE A MAS DE UNA TRANSFORMACION CATALITICA, 5) DETERMINAR LA FUNCIONALIZACION INTERNA Y EXTERNA DE LOS COMPARTIMENTOS CATALITICOS, DOTANDO AL SISTEMA DE MAYOR SELECTIVIDAD Y FACILITANDO LA ADSORCION DE UN SUSTRATO DADO O LA LIBERACION DEL PRODUCTO FINAL,ESTOS EXCLUSIVOS MATERIALES COMPARTIMENTADOS MULTIDIMENSIONALES AUTOENSAMBLADOS SERAN PROBADOS Y OPTIMIZADOS PARA PROCESOS INDUSTRIALES Y AMBIENTALES ALTAMENTE RELEVANTES COMO LA REDUCCION DE CO2, REACCIONES CATALITICAS EN TANDEM, EPOXIDACIONES DE OLEFINAS REGIO Y ENANTIOSELECTIVAS O LA FOTOLISIS DE AGUA, MATERIALES FUNCIONALES\AUTOENSAMBLAJE\QUIMICA SUPRAMOLECULAR\FOTOCATALISIS\PORFIRINOIDES\NANOQUIMICA\REDES SUPRAMOLECULARES ORGANICAS\POLIMEROS SUPRAMOLECULARES.