En un mundo donde lo más pequeño puede cambiarlo todo, los materiales porosos son los guardianes que filtran, almacenan y transforman sustancias a escala nanométrica. Aunque la primera imagen que aparece en nuestra mente al pensar en “poroso” pueda ser una esponja de baño (con sus agujeros que absorben agua) la ciencia de los materiales porosos va muchísimo más allá. En esencia, un material poroso es un sólido lleno de huecos (o poros) que pueden interactuar con gases, líquidos y otras moléculas, ofreciendo funciones que no se ven a simple vista.
¿Qué significa “nano” en poros?
Para entender verdaderamente estas estructuras hay que pensar en longitudes extremadamente pequeñas. Un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro: si un nanómetro fuera tan grande como un milímetro, entonces ese milímetro sería como un kilómetro en nuestra escala cotidiana. Muchos poros en materiales porosos tienen dimensiones nanométricas, más allá de lo que cualquier ojo humano puede ver sin ayuda de microscopios potentes.
Los materiales porosos que nos rodean
La vida moderna está llena de materiales porosos:
- Filtros de agua, café y aire que capturan partículas y moléculas indeseadas.
- Mascarillas y sistemas de ventilación que impiden el paso de contaminantes.
- Espumas aislantes que reducen la pérdida de calor o sonido en edificios.
- Materiales absorbentes en desodorantes, bolsas antihumedad o electrodomésticos.
Incluso, estos materiales forman parte de tecnologías de alto impacto, como las usadas en estaciones espaciales para purificar el aire.
Del microrrelato a la ciencia avanzada
La verdadera revolución llega cuando diseñamos poros a medida, átomo a átomo. En este nivel de ingeniería surgen familias especiales de materiales porosos cristalinos y altamente ordenados, con estructuras internas tan regulares que parecen laberintos perfectos a escala molecular. Entre los más conocidos están las zeolitas y los MOFs (Metal Organic Frameworks).
Las zeolitas son minerales microporosos (formados por silicio, aluminio y oxígeno) cuya estructura ordenada actúa como tamiz molecular y catalizador en procesos industriales y ambientales. Son especialmente útiles en la separación de gases y catálisis.
Los MOFs, por su parte, son materiales híbridos de componentes metálicos y orgánicos que forman marcos cristalinos con áreas superficiales enormes y poros que se pueden diseñar casi a voluntad. Existen miles de estructuras MOF reportadas en la literatura científica, con aplicaciones que van desde la captura de CO2 hasta el almacenamiento de hidrógeno para energías limpias.
Como dato curioso, en 2025 el Premio Nobel de Química fue otorgado a tres científicos por su trabajo pionero en MOFs, destacando su enorme potencial para capturar gases, almacenar agua desde el aire del desierto y eliminar contaminantes.
Aplicaciones que cambian el mundo
- Captura de CO2 y mitigación del cambio climático: Los materiales porosos permiten adsorber dióxido de carbono de corrientes de gas y aire con gran eficiencia gracias a su enorme superficie interna. Zeolitas y MOFs se están estudiando y optimizando para sistemas de captura que puedan ayudar a reducir emisiones industriales a gran escala.
- Almacenamiento de gases limpios: El hidrógeno es uno de los vectores energéticos del futuro. El reto de almacenarlo de manera compacta y segura puede abordarse con materiales porosos que almacenan las moléculas dentro de sus poros.
- Catálisis en procesos químicos: En la industria química, los poros permiten que reactivos accedan a sitios activos dentro del material, acelerando reacciones y reduciendo consumo energético.
- Separación molecular inteligente: Desde purificar gas natural hasta eliminar contaminantes específicos de mezclas complejas, las propiedades de selectividad de los poros hacen posible separar moléculas según tamaño o química.