FISICOQUÍMICA DE SUPERFICIES:
LA CIENCIA DE LOS MATERIALES POROSOS
SURFACE PHYSICOCHEMISTRY:
THE SCIENCE OF POROUS MATERIALS
Paloma Montserrat Rosas Licona
Universidad Autónoma de Puebla, México
Adrian Gustavo Badillo Morales
Universidad Autónoma de Puebla, México
Jorge Raúl Cerna Cortez
Universidad Autónoma de Puebla, México
Victorino Gilberto Serafín Alatriste Bueno
Universidad Autónoma de Puebla, México
pág. 7307
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i5.14148
Fisicoquímica de Superficies: la Ciencia de los Materiales Porosos
Paloma Montserrat Rosas Licona
1
rosaspaloma122@gmail.com
https://orcid.org/0009-0001-0025-4444
Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita
Universidad Autónoma de Puebla
México
Adrian Gustavo Badillo Morales
adrianbadillo060@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-1371-7166
Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita
Universidad Autónoma de Puebla
México
Jorge Raúl Cerna Cortez
jorge.cerna@correo.buap.mx
https://orcid.org/0000-0003-4392-7028
Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita
Universidad Autónoma de Puebla
México
Victorino Gilberto Serafín Alatriste Bueno
victorino.alatriste@correo.buap.mx
https://orcid.org/0000-0001-8680-5018
Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita
Universidad Autónoma de Puebla
México
RESUMEN
En este artículo se analiza el papel de los materiales porosos en la ciencia y la tecnología, destacando
sus propiedades distintivas y su amplia gama de aplicaciones. Caracterizados por la presencia de
cavidades, permiten la adsorción y transformación química de moléculas, lo que los convierte en
sistemas fundamentales para la catálisis y el almacenamiento de energía. La condensación capilar y la
histéresis de sorción adquieren particular relevancia al proporcionar información crucial sobre la
distribución y el tamaño de los poros. Modelos teóricos como el de unión en sitios duales (DSBM)
describen interacciones cooperativas dentro de redes porosas, facilitando la predicción del
comportamiento en medios complejos. Paralelamente, el enfoque termodinámico refuerza la
comprensión de los cambios de fase, y la simetría de los poros influye en la dinámica de fluidos y gases.
Además, diferentes tipos de materiales porosos, como las zeolitas, sobresalen por su alta estabilidad
química y térmica, su capacidad catalítica y su utilidad en la producción de combustibles. Finalmente,
se abordan las aplicaciones biomédicas de los materiales porosos, posicionándolos como herramientas
críticas en las ciencias biológicas.
Palabras clave: materiales porosos, fisicoquímica, propiedades, aplicaciones
1
Autor principal
Correspondencia: rosaspaloma122@gmail.com
pág. 7308
Surface Physicochemistry: the Science of Porous Materials
ABSTRACT
This article discusses the role of porous materials in science and technology, highlighting their
distinctive properties and wide range of applications. These materials are characterized by cavities,
allowing molecules to transform their adsorption and chemicals into fundamental systems for catalysis
and energy storage. Capillary condensation and sorption hysteresis acquire particular relevance by
providing crucial information about the distribution and size of the pores. Theoretical models such as
dual site-binding (DSBM) describe cooperative interactions within porous networks, facilitating
predicting behavior in complex media. In parallel, the thermodynamic approach reinforces the
understanding of phase changes, and the symmetry of the pores influences the dynamics of fluids and
gases. Different types of porous materials, such as zeolites, stand out for their high chemical and thermal
stability, their catalytic capacity, and their usefulness in the production of fuels. Finally, the biomedical
applications of porous materials are covered, positioning them as critical tools in biological sciences.
Keywords: porous materials, physicochemistry, properties, applications
Artículo recibido 05 septiembre 2024
Aceptado para publicación: 10 octubre 2024
pág. 7309
INTRODUCCIÓN
A lo largo del tiempo, los materiales porosos han cobrado gran relevancia en la investigación científica
y tecnológica debido a sus características únicas y su amplio rango de aplicaciones. Estos materiales
poseen regiones con huecos, canales o cavidades donde las moléculas pueden ser adsorbidas, he incluso
ser transformadas químicamente (Bennett et al., 2021). Sus propiedades y funciones dependen de
factores como su composición, tamaño, distribución y la geometría de los poros (Ahumada et al., 2019).
Consecuentemente, la producción de materiales porosos demanda un conocimiento detallado de sus
mecanismos de formación, las transiciones estructurales o de fase, y las relaciones entre estructura y
propiedades (Chen et al., 2023). Por lo tanto, resultan ser de gran interés en diversas áreas, que van
desde la catálisis, la adsorción, el almacenamiento de energía y para cuestiones biotecnológicas (Lu &
Schüth, 2006).
Respecto al empleo de estos materiales, aquellos con capacidad catalizadora destacan por su alta
eficiencia (Zhu et al., 2021). Cada átomo puede participar directamente en las reacciones catalíticas,
optimizando su uso y mejorando la selectividad de los procesos (Zhu et al., 2021). Los materiales
porosos también se destinan para la adsorción de líquidos y gases. La adsorción es un proceso en el que
las moléculas se adhieren a la superficie de un sólido (Mhemeed, 2018). Se ha determinado que los
materiales adsorbentes suelen ser porosos con grandes áreas superficiales maximizadas para una captura
eficaz para sustancias como los gases (Mangun et al., 1998). Es posible obtener una gran cantidad de
información relacionada con el volumen de los poros y su distribución del tamaño a partir de isotermas
de adsorción (Horikawa et al., 2011). Incluso pueden ofrecer oportunidades optimizadas de conversión
y almacenamiento de energía debido a su capacidad de ajuste topológico, logrando la mejora del
rendimiento de un material en términos de energía y densidad de potencia (Hoseini et al., 2023).
Existen múltiples tipos de materiales porosos, por ejemplo; las sílicas son materiales química y
térmicamente estables, con tamaño de poro uniforme, área superficial alta y, gran capacidad de
adsorción (Shinde et al., 2021). Frecuentemente son aprovechadas en áreas medioambientales,
biomédicos, y como soportes de catalizadores (Shinde et al., 2021). A su vez existen los materiales
organomodificados, los cuales han surgido a partir de la incorporación de grupos funcionales orgánicos
a su estructura (Day et al., 2021).
pág. 7310
Se añaden estas propiedades con el fin de personalizar su capacidad de almacenamiento o selectividad
de las redes porosas (Day et al., 2021). No obstante, las zeolitas (derivados minerales de aluminosilicato
con poros altamente ordenados) actúan como catalizadores, y favorecen el craqueo e isomerización de
hidrocarburos (Day et al., 2021). Además, dentro de esta gama de materiales funcionales, derivan las
redes porosas, principalmente reconocidas por su gran potencial en el campo del almacenamiento y la
conversión de energía (Li et al., 2024).
Adicionalmente, han surgido diversas teorías que profundizan las investigaciones referentes a los
materiales porosos. En relación con los modelos clásicos, destaca la teoría de Brunauer-Emmett-Teller
(BET), ya que describe la adsorción física de moléculas de gas en superficies sólidas y constituye la
base de una técnica clave para medir el área superficial específica de los materiales (Nasrollahzadeh et
al., 2019). Posteriormente, Everett introdujo el concepto de dominio de histéresis para explicar los
resultados de experimentos de escaneo sistemático (Sing, 2004). De esta manera poco a poco se han
introducido otras variables, como la energía libre de Gibbs; donde a través del equilibrio de un proceso
fisicoquímico se concede una mejor comprensión de las propiedades de los materiales porosos
(Kornhauser et al., 2010).
Cabe mencionar, que, dentro de las metodologías aplicadas para el estudio de los materiales porosos,
resalta la condensación capilar, en la cual un líquido es condensado dentro de los poros debido a la
interacción entre las paredes del material y el vapor (Morishige, 2021). Principalmente en los mesoporos
ocurre este fenómeno, precedido por la estratificación molecular en las paredes de los poros, mientras
que en los microporos el mecanismo principal es el llenado directo, sin transiciones de fase (Horikawa
et al., 2011). La histéresis de sorción también juega un papel importante refiriéndose al bloqueo de
poros provocado por transiciones líquido-vapor interrumpidas, en las que el estado de un dominio es
condicionado por los estados de los dominios circundantes. (Mayagoitia et al., 1985).
Bajo este contexto, y dada la importancia de los materiales porosos (Figura 1), el objetivo de este
artículo de revisión es proporcionar una visión integral sobre los avances en el estudio de estos sistemas.
Con énfasis en los fenómenos de condensación capilar e histéresis de sorción en redes porosas,
termodinámica química, simetría, modificaciones estructurales y, aplicaciones biológicas.
pág. 7311
Figura 1. Perspectiva global de los materiales porosos
A lo largo del manuscrito se profundiza acerca de las interacciones entre poros, modelos termodinámicos, materiales como
zeolitas y sílicas, la importancia de la simetría y, perfiles biológicos. Creado en BioRender.com/c83v238
METODOLOGÍA
Se realizó una búsqueda bibliográfica de la información científica relacionada con aspectos
fisicoquímicos de superficies porosas a través de la base de datos Scopus. Se detectó un total de 60,829
documentos mediante el lenguaje de búsqueda “porous AND materials AND surfaces AND (properties
OR characteristics OR model OR adsorption OR sorption OR capillary OR hysteresis OR intrusion OR
thermodynamics)”. Respecto a los criterios de exclusión, se eliminaron capítulos de libro, ponencias,
informes y trabajos de congreso. Se excluyeron artículos y revisiones redactados con un idioma
diferente al inglés, y se eliminaron los elementos duplicados para evitar la repetición de la información.
Únicamente se tomó en cuenta que la información procediera de revistas de química y ciencia de
materiales. De esta manera el número de manuscritos fue de 3,142. Posteriormente, se realizó una
revisión detallada de los artículos seleccionados para asegurar que los temas tratados fueran relevantes
a la fisicoquímica de las superficies porosas.
pág. 7312
Se procedió a filtrar los documentos en primera instancia por título, descartando la información que no
estaban relacionada directamente con el tema de esta revisión. A continuación, se aplicó un filtro basado
en el contenido de los resúmenes, asegurando que los estudios seleccionados ofrecieran información
específica sobre las propiedades y aplicaciones de los materiales porosos. Finalmente se llevó a cabo
una evaluación exhaustiva del contenido de los artículos, verificando la eficacia de la investigación
presentada en cada uno de ellos. Con esta revisión minuciosa se identificó estudios que ofrecían datos
sólidos y relevantes para el tema en cuestión. Tras aplicar estos filtros y evaluaciones, se obtuvo un
total de 44 artículos y revisiones que cumplen con los criterios establecidos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Condensación capilar e interacción entre redes de poros
Se han desarrollado modelos de red porosa con el fin de describir las interacciones cooperativas entre
los meniscos en los poros, lo que permite calcular la curva ascendente (adsorción) y predecir cómo la
red se llena de condensado capilar (Mayagoitia et al., 1985). Esta cuestión resulta relevante ya que, con
las curvas de adsorción y desorción (Figura 2), es posible determinar la distribución del tamaño del poro
y los posibles errores inducidos debido al fenómeno de bloqueo (Morishige, 2021).
Figura 2. Condensación capilar en materiales porosos.
La adsorción ocurre mediante interacciones en redes porosas, donde se manifiesta la condensación capilar. Se presenta una
isoterma de sorción que muestra cómo el material poroso adsorbe partículas gaseosas, mientras que en la desorción implica el
vaciado de los huecos. Creado en BioRender.com/e54d949
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Para el análisis de las interacciones dentro de redes porosas durante procesos de condensación capilar,
Mayagoitia et al. (1985) describieron cómo las transiciones de fase de vapor a líquido pueden verse
asistidas o amplificadas debido a la coalescencia de meniscos en los puntos de unión de los capilares.
Los autores proponen un modelo de red porosa que explica cómo estos efectos cooperativos deben
considerarse para obtener una descripción precisa del proceso de condensación ascendente. De este
modo, determinaron que los procesos ascendentes pueden generar transiciones de fases asistidas entre
vapor y líquido, a medida que la red porosa se llena. La histéresis en la desorción está directamente
relacionada con el bloqueo de poros, esto resulta de transiciones obstaculizadas, donde el estado de un
dominio depende de sus vecinos. En contraste, durante el proceso de adsorción, no se observan efectos
de bloqueo de poro. Lo anterior podría sugerir que los poros se llenan sin las restricciones impuestas
por los efectos de la red, que sí están presentes durante la desorción.
Es importante resaltar que los poros en materiales no actúan de forma aislada, ya que sus interacciones
entre adsorbato y cavidad porosa pueden influir notablemente en los procesos de condensación y
evaporación (Rojas et al., 2001). La condensación capilar, que ocurre cuando el líquido llena pequeños
poros, es un desarrollo complejo que depende de la forma y distribución de los poros, así como de la
energía asociada a la tensión superficial (Morishige, 2021).
Mediante la teoría de Everett, se ha asumido que los dominios porosos eran independientes entre sí,
prediciendo el comportamiento de la adsorción y desorción en poros individuales (Cimino et al., 2013).
Lo anterior se interpreta de tal forma que cada poro experimenta una transición irreversible de vapor a
líquido (condensación) y de líquido a vapor (evaporación), generando histéresis cuando el
comportamiento de los poros se suma a nivel de la red. Sin embargo, Rojas et al. (2001) critican esta
independencia, proponiendo que es necesario tener en cuenta la interdependencia de los dominios
porosos, lo cual, se configura de manera más adecuada con el modelo de sitio-enlace dual (DSBM). En
lugar de tratar a los poros como iguales, el DSBM distingue entre sitios (cavidades) y enlaces (cuellos
y ventanas), por lo que es útil para simular fenómenos capilares y procesos de adsorción que ocurren
en medios complejos. El DSBM considera la distribución de tamaños de los poros y la conectividad
entre ellos. Por consiguiente, las cavidades pueden tener diferentes tamaños y estar conectadas por
enlaces que varían de un sitio a otro, influyendo directamente en la adsorción y desorción.
pág. 7314
Así, con el implemento de DSBM, es posible correlacionar la condensación capilar con la interacción
entre redes de poros. Rojas et al. (2002) extienden el concepto de interacción cooperativa entre meniscos
durante la condensación capilar al modelar redes tridimensionales. Lo anterior favorece el análisis de
cómo la conectividad y la correlación de tamaños en estas redes afectan los bucles de histéresis y los
mecanismos de sorción. Los autores al emplear DSBM, determinan como las características
estructurales afectan los procesos de adsorción y desorción de vapores, y revelan que la morfología de
las redes porosas produce distintos tipos de bucles de histéresis. Además, los efectos cooperativos en la
red pueden influir en la condensación y evaporación capilar.
Termodinámica química en los materiales porosos
La paradoja de Schomaker & Waser (1988) se basa en el siguiente postulado: en un sistema cerrado,
una muestra liquida de éter se evapora parcialmente al romperse un bulbo de paredes delgadas. A pesar
de que es un proceso irreversible, se esperaría que la variación en la energía libre de Gibbs fuera menor
que cero. Lo que genera la siguiente pregunta: ¿Por qué la variación de la energía libre de Gibbs es igual
a cero?
En materiales porosos, procesos como la adsorción de gases o vapores y su posterior desorción, pueden
implicar cambios en la energía libre de Gibbs (Abdulsattar et al., 2023). Estos procesos a menudo
ocurren en condiciones de presión y temperatura constantes, lo que los hace comparables a la situación
descrita en el problema de Schomaker & Waser (1988). Al igual que en ese ejemplo, cuando un gas se
adsorbe en un material poroso, el sistema puede no estar en equilibrio inmediatamente, y los procesos
de adsorción o desorción son irreversibles hasta alcanzar el equilibrio (Rojas et al, 2002).
Kornhauser et al. (2010) presentan la solución de esta paradoja, sugiriendo un nuevo enfoque de tres
variables que incluye el grado de reacción a través del modelo de Prigogine-Defay-Everrett (PDE).
Demostrando así que la energía libre de Gibbs es negativa, confirmando la espontaneidad del proceso.
Los autores destacan que al igual que en la transición de fase del éter de líquido a vapor, en los materiales
porosos los procesos de adsorción y desorción generan un aumento de la entropía, como establece la
segunda ley de la termodinámica. Estos procesos están gobernados por la afinidad fisicoquímica (A),
la cual indica si un proceso es espontáneo (A>0) o si el sistema ha alcanzado el equilibrio (A=0).
pág. 7315
Los conceptos son aplicables tanto a los procesos de transición de fase como a la dinámica de adsorción
en materiales porosos en relación con la energía libre de Gibbs. Se concede una mejor comprensión de
las propiedades de los poros y posibilita múltiples aplicaciones, por ejemplo; Shi et al. (2022)
introducen una estructura porosa jerárquica biométrica como reactor termoquímico basándose a partir
de la energía libre de Gibbs. Con el fin de mejorar la eficiencia de la conversión termoquímica solar
que puede optimizar tanto el campo de radiación como de la temperatura.
Nanoporosidad en zeolitas
Las zeolitas constituyen a una familia de minerales que tienen una estructura formada por una red de
poros y que se utilizan ampliamente en catálisis y adsorción (Blatov et al., 2020). En la síntesis de estos
materiales se fomenta en gran medida la reducción del tamaño a nanocristales, debido a las restricciones
que presentan los cristales de zeolita convencionales, que suelen ser de tamaño micrométrico (Na &
Somorjai, 2015). Los cristales de gran proporción pueden sufrir limitaciones de difusión, lo que
ralentiza el transporte de masa hacia y desde los sitios catalíticos dentro de los microporos, aumentando
la posibilidad de reacciones secundarias no deseadas (Na et al., 2013; Na & Somorjai, 2015). Reducir
el tamaño de los cristales a una escala nanométrica aumenta la accesibilidad de las moléculas a la
superficie de la zeolita, lo que mejora la eficiencia catalítica y la adsorción de moléculas de diferentes
tamaños (Na et al., 2013).
Particularmente, las zeolitas se destacan entre las diversas familias de materiales porosos debido a su
capacidad para intercambiar cationes y, la nanoporosidad potencia esta característica. Hernández et al.
(2016) analizaron la creación de nanoporos en la zeolita erionita natural mediante tratamientos de
intercambio iónico con soluciones acuosas de Na
+
, Mg
2+
y Ca
2+
. Los resultados muestran que el
intercambio con Na
+
es el más eficaz, favoreciendo la formación de poros emergentes y aumentando la
capacidad de adsorción en las nanocavidades. Por otro lado, los tratamientos con Mg
2+
y Ca
2+
generan
principalmente mesoporosidad. Durante este proceso, los cationes grandes que bloquean las entradas
de los poros son reemplazados por protones o cationes más pequeños. Esto facilita el acceso a los
canales de la erionita y provoca la ampliación de estos, transformando las estructuras ultramicroporosas
en supermicroporosas.
pág. 7316
Esto sugiere que los materiales nanoporosos resultantes son adecuados para aplicaciones industriales,
como la purificación de gases o la catálisis, debido a su mayor eficiencia en la adsorción.
En presencia de zeolitas, los hidrocarburos se convierten en moléculas más pequeñas (craqueo) o se
recombinan para formar compuestos ramificados (isomerización) (Benco et al., 2003). Según Kimura
et al. (2012) es posible el craqueo de materiales a través de catalizadores híbridos nanoporosos, lo que
favorece convertir el aceite en productos alternativos al petróleo. Los nanoporos de estos catalizadores,
son clave en el hidrotratamiento y craqueo catalítico de moléculas (Figura 3). En consecuencia, se
obtienen productos como gasolina aromática, queroseno semi isoparafínico/olefínico y gasolina de alto
octanaje, mejorando la eficiencia y selectividad en comparación con los catalizadores tradicionales. De
esta manera los nanoporos posibilitan el control preciso de las reacciones, accediendo a la producción
de combustibles de alta calidad. Bajo esta línea, de acuerdo con Na & Somorjai (2015), la isomerización
de hidrocarburos también es clave para mejorar el índice de octano de la gasolina. Ya que se beneficia
significativamente del uso de zeolitas jerárquicas con nanoporos. Se evita la desactivación rápida y la
formación de productos de craqueo no deseados al mejorar la eficiencia de la difusión molecular.
Figura 3. Impacto de los nanoporos de zeolitas en el tratamiento catalítico de hidrocarburos.
Estos sistemas desempeñan un papel clave en procesos como el hidrotratamiento y el craqueo de moléculas, facilitando la
producción de gasolina aromática, queroseno y combustibles de alto octanaje. Creado en BioRender.com/b43e116
Respecto a otras aplicaciones, se han utilizado las zeolitas nanoporosas para la síntesis de polímeros
biodegradables que, gracias a su alta área superficial y volumen de poro, logra una súper hidrofobicidad,
pág. 7318
También existe la simetría axial de pliegues N que corresponde a poros que tienen un eje de simetría n-
ádico (Ekneligoda & Zimmerman, 2006). Lo anterior significa que su forma se repite en un número
específico de pliegues o lados alrededor de un punto central (Ekneligoda & Zimmerman, 2006). Estos
poros pueden modelarse utilizando funciones de mapeo, como las series de Schwarz–Christoffel, que
permiten describir su impacto en el rendimiento elástico de materiales porosos (Ekneligoda &
Zimmerman, 2006). Abuzeid et al. (2020) refieren que en otro tipo de simetrías, denominadas de
rotación, se pueden obtener diferentes ordenes: a) la simetría C2 (orden 2) se vincula con una
distribución que puede rotarse 180 ° alrededor de un punto y permanecer invariable. b) La simetría C3
(orden 3), que se caracteriza por formar una estructura que gira 120° alrededor de un punto central y
mostrarse igual. Este tipo de simetría es común en estructuras hexagonales o en marcos donde las
unidades básicas se agrupan en tríos. Las simetrías C2 y C3 están relacionadas con la geometría de los
bloques de construcción usados en materia orgánica covalente, generando la captura de CO
2
.
Materiales porosos en las ciencias biológicas
La fisicoquímica de superficies, especialmente en materiales porosos, está profundamente
interconectada con las ciencias biológicas. Ambas disciplinas estudian fenómenos esenciales con
enfoque molecular, biomédico y biotecnológico.
Por ejemplo, se han desarrollado metodologías para acoplar covalentemente macrociclos tetrapirrólicos
(como las porfirinas) a las paredes de los poros de redes de óxidos metálicos (Quiroz-Segoviano et al.,
2014). Lo anterior con el objetivo de optimizar la emisión de fluorescencia de las bases libres de
porfirina unidas a superficies de sílice funcionalizadas (Quiroz-Segoviano et al., 2014). Las
nanopartículas de silicio poroso ofrecen un enfoque prometedor en la terapia fotodinámica contra el
cáncer debido a su biodegradabilidad y su capacidad para ser excitadas por luz infrarroja cercana de dos
fotones (Secret et al., 2014). Además, sus propiedades ópticas útiles para la obtención de imágenes las
posicionan como una alternativa segura frente a nanopartículas tóxicas (Secret et al., 2014).
Otra aplicación de estos materiales involucra la secuenciación del material genético (Figura 4). De
acuerdo con la información recopilada por Wang et al. (2021), este procedimiento se basa en un
nanoporo de proteína incrustado en una membrana, actuando como biosensor.
pág. 7319
En una solución electrolítica, se induce una corriente iónica al aplicar un voltaje. Esto provoca que las
moléculas de ADN o ARN sean atraídas hacia el lado positivo del nanoporo. La velocidad de
translocación es controlada por una proteína motora con actividad helicasa. Durante este proceso, los
cambios en la corriente iónica que ocurren cuando las moléculas atraviesan el nanoporo corresponden
a la secuencia de nucleótidos. Decodifican en tiempo real mediante algoritmos computacionales,
logrando secuenciar moléculas individuales.
Figura 4. Secuenciación de material genético por medio de nanoporos.
La corriente iónica inducida por un voltaje atrae moléculas de ADN hacia el nanoporo. La proteína motora con actividad
helicasa regula la velocidad de translocación, y los cambios en la corriente se correlacionan con la secuencia de nucleótidos,
permitiendo la secuenciación en tiempo real. Creado en BioRender.com/q36i114
Por otro lado, como tendencia emergente, los nano, micro y, mesoporos han atraído gran atención para
la encapsulación y liberación controlada de sustancias, debido a sus características estructurales de poro
ajustables (Su et al., 2024). Proporcionan una vía potencial para mejorar la disolución de fármacos de
baja solubilidad al influir en la superficie específica o en la cristalinidad (Ahuja & Pathak, 2009).
Adicionalmente, es posible la encapsulación de proteínas, las cuales abarcan diferentes tamaños y
puntos isoeléctricos (Tu et al., 2016). Para ello es necesario el diseño de superficies que contengan
poros con un diámetro >5 nm, alineados de manera paralela al eje de la partícula. Lo anterior facilita el
transporte y la liberación de moléculas dentro y fuera del material (Tu et al., 2016).
Paralelamente, los materiales porosos resultan ser relevantes en el campo de la neuroquímica. Han
logrado la detección en tiempo real de neurotransmisores, esto debido a que los nanoporos puede unirse
selectivamente a iones Cu²⁺ y moléculas como el L-glutamato, la dopamina y la noradrenalina (Zhang
pág. 7320
et al., 2021). El proceso genera señales eléctricas específicas que visibilizan el monitoreo
electrofisiológico (Zhang et al., 2021). Incluso se ha demostrado que un nanoporo biológico puede
mapear y cuantificar con precisión la agregación de péptido amiloide-β, ofreciendo perspectivas
valiosas para el pronóstico y el tratamiento de Alzheimer (Subramanian et al., 2023).
CONCLUSIONES
Los materiales porosos sobresalen por su versatilidad estructural y se consolidan como piezas clave en
múltiples ámbitos industriales. La condensación capilar y las interacciones en redes porosas posibilitan
una comprensión profunda de los procesos de adsorción y desorción. La investigación sobre la
nanoporosidad en zeolitas abre nuevas puertas en la optimización de procesos catalíticos y de
purificación. La simetría de los poros influye en el comportamiento de fluidos y gases dentro de ellos.
Por otra parte, la termodinámica química proporciona un marco teórico esencial para resolver problemas
fisicoquímicos en estos materiales. Sus aplicaciones biotecnológicas y biomédicas permiten enfoques
eficientes para el tratamiento contra el cáncer, transporte de fármacos, secuenciación genética y estudios
neuroquímicos. De esta manera, los materiales porosos representan una herramienta fundamental para
desarrollar nuevas tecnologías.
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