Simulan cómo el tanino de quebracho se adhiere a las zeolitas

Un equipo de investigadores de la UNNE, el CONICET y la UTN Facultad Regional Resistencia estudió a escala molecular cómo se adhieren cuatro polifenoles del tanino de quebracho colorado a una zeolita ácida de tipo FAU, un material microporoso que se usa en distintos procesos industriales.

El trabajo, publicado en la revista Surfaces and Interfaces, combinó simulaciones computacionales con análisis topológico de densidad electrónica. Los cuatro polifenoles logran alojarse en la superficie interna de la zeolita, lo que muestra que el tamaño de la molécula no impide la adsorción.

Qué encontraron

Los polifenoles estudiados fueron la catequina, la leucofisetinidina y sus derivados monosulfitados. Los compuestos en su forma natural se unen con mayor intensidad que los derivados modificados con azufre que se generan durante el procesamiento industrial del extracto.

• La catequina y la leucofisetinidina forman más puntos de unión con el material, tanto interacciones primarias ácido-base como secundarias por confinamiento.
• Esas uniones más fuertes dejan a los polifenoles naturales más estabilizados dentro de la zeolita.
• Las versiones monosulfitadas forman uniones de menor intensidad, con menor energía de adsorción, lo que facilita su posterior liberación.

Esa diferencia es relevante para los procesos de separación selectiva: permite recuperar por separado los compuestos naturales de los modificados.

Para qué sirve

Las zeolitas son sólidos cristalinos microporosos que resisten altas temperaturas y tienen capacidad de intercambio iónico. Se usan para adsorber, estabilizar y liberar de manera controlada compuestos vegetales, con menos disolventes que los métodos tradicionales.

Según los autores, entender estos mecanismos moleculares es necesario para diseñar sistemas basados en zeolitas destinados a separar, recuperar y dar valor agregado a compuestos vegetales. También pueden aplicarse a la remediación ambiental o al encapsulamiento de moléculas biológicas en sistemas de liberación controlada.

El estudio estuvo a cargo de Sofía Tenev Monicault, Gonzalo David Romero Ojeda, Darío J. R. Duarte, Emilio Luis Angelina y María Fernanda Zalazar, del Laboratorio de Estructura Molecular y Propiedades (IQUIBA-NEA, UNNE-CONICET), junto a Andre Nicolai Petelski, del QUITEX de la UTN Resistencia.

Los investigadores dejaron planteadas dos líneas de trabajo: extender el enfoque computacional a otras zeolitas para identificar el material óptimo para cada polifenol, y realizar estudios experimentales de adsorción en laboratorio para validar los resultados.