En un trabajo teórico-experimental, investigadores de la Universidad de California en San Diego, junto con colaboradores de otras instituciones, demostraron por primera vez que la radiación infrarroja puede influir notablemente en reacciones químicas.
El hallazgo supera otras investigaciones de transferencia de calor por convección y conducción, abriendo nuevas posibilidades en la ciencia de los materiales y la química.
Deshidratación térmica en un cristal inorgánico
El equipo utilizó una cavidad óptica para confinar ondas de luz infrarrojas y estudió la deshidratación térmica del sulfato de cobre pentahidratado, un cristal inorgánico.
Los resultados mostraron que el acoplamiento vibracional entre la luz y la materia, que genera estados conocidos como polaritones, disminuyó la temperatura requerida para el proceso de deshidratación en hasta 14 °C.
Este efecto se atribuye al transporte de energía radiativa, un mecanismo en el que los fotones de una región caliente son absorbidos por una región más fría, facilitando el intercambio de calor de manera más activa que los mecanismos convencionales.
Implicaciones para la ciencia y la tecnología
La investigación establece un nuevo mecanismo para modificar procesos termoquímicos mediante cavidades ópticas.
Las implicaciones son amplias, ya que podría desarrollar sistemas catalíticos que aprovechen estas interacciones para controlar con precisión ciertas reacciones químicas.
Incluso podría tener aplicaciones en procesos optoelectrónicos, posibilitando avances en tecnologías emergentes.
Publicación y financiamiento
El estudio fue publicado el 16 de enero de 2025 en la revista Nature Chemistry.
El equipo de investigación incluye a Sindhana Pannir-Sivajothi, Yong Rui Poh y Joel Yuen-Zhou (UC San Diego); Zachary Brawley (Texas A&M); y Matthew Sheldon y Ju Eun Yim (UC Irvine).
La investigación fue financiada por la National Science Foundation (CHE-2108288), la Welch Foundation (A-1886), la WM Keck Foundation y el American Chemical Society Petroleum Research Fund.
Un nuevo enfoque teórico-experimental gracias a la radiación infrarroja
El trabajo remarca el potencial de la transferencia de calor por radiación infrarroja para la transformación de procesos químicos y tecnológicos.
Al proporcionar un control específico sobre reacciones clave, podría allanar el camino hacia sistemas más sostenibles.
Con información de la Universidad de San Diego.
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