El estudio, liderado desde el instituto del área científico-académica del Parc Científic UV, abre nuevas vías para diseñar catalizadores sólidos más sostenibles aplicables a química fina, síntesis farmacéutica y tecnologías limpias
Personal investigador del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València, integrado en el área científico-académica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), ha desarrollado un nuevo material poroso capaz de activar reacciones químicas mediante luz visible sin necesidad de utilizar metales nobles, aditivos externos ni fotosensibilizadores adicionales.
El trabajo, publicado en la revista Chem, presenta una estrategia para diseñar catalizadores sólidos basados en redes metal-orgánicas —conocidas como MOFs—, materiales cristalinos formados por nodos metálicos y moléculas orgánicas que generan estructuras porosas, estables y químicamente ajustables.
Catalizadores más sostenibles activados por luz
La fotocatálisis redox permite activar reacciones químicas en condiciones suaves utilizando la luz como fuente de energía. Sin embargo, muchos sistemas actuales dependen de catalizadores basados en metales nobles como iridio o rutenio, materiales caros, escasos y difíciles de recuperar tras la reacción.
Frente a esta limitación, el equipo del ICMol ha demostrado que es posible diseñar un catalizador sólido, reciclable y activo bajo luz visible utilizando un material libre de metales nobles. La investigación describe el material MUV-1001(Fe), una red metal-orgánica construida a partir de clústeres de titanio y hierro.
La estrategia permite diseñar el interior del material para integrar absorción de luz, separación de cargas y transferencia electrónica en una misma estructura cristalina
Control químico desde la composición del material
Una de las principales aportaciones del estudio es demostrar que la actividad fotocatalítica puede controlarse modificando la composición del clúster metálico del material. El equipo comparó distintas variantes de la familia MUV-1001, con combinaciones de titanio y magnesio, hierro, cobalto o níquel.
Aunque todas conservan estructuras similares, la variante con hierro mostró una respuesta especialmente eficiente: absorbe mejor en la región visible del espectro y favorece una separación de cargas más eficaz, un proceso clave para que tenga lugar la reacción química.
El material permitió realizar reacciones de transferencia de un solo electrón y formación de enlaces carbono-carbono bajo irradiación con luz visible. En concreto, el estudio describe una reacción de Giese descarboxilativa, relevante en química radicalaria y síntesis orgánica, sin recurrir a fotosensibilizadores externos, co-catalizadores, aditivos ni metales nobles.
El material conserva su estructura y mantiene una actividad superior al 90 % tras cuatro ciclos catalíticos consecutivos, lo que refuerza su interés como plataforma reciclable
Hacia procesos químicos más limpios y eficientes
El avance se enmarca en la búsqueda de una química más sostenible. El desarrollo de catalizadores sólidos, reciclables y activados por luz visible puede contribuir a reducir la dependencia de metales escasos y de procesos químicos con mayor consumo energético o generación de residuos.
Aunque se trata de una investigación fundamental, sus resultados abren nuevas posibilidades para diseñar procesos más limpios y eficientes en ámbitos como la síntesis farmacéutica, la química fina o el desarrollo de materiales avanzados.
El estudio también demuestra que MUV-1001(Fe) mantiene su actividad tras varios ciclos catalíticos y conserva su estructura cristalina. Según los resultados, el material pudo reutilizarse en cuatro ciclos consecutivos manteniendo una actividad superior al 90 %, sin evidencias significativas de pérdida de titanio o hierro al medio de reacción.
La investigación abre nuevas posibilidades para reducir la dependencia de metales escasos en procesos de química fina, síntesis farmacéutica y desarrollo de materiales avanzados
Una plataforma para nuevos catalizadores fotoredox
El trabajo, titulado Cluster-Enabled Control of Single-Electron Photoredox Catalysis in Reticular Frameworks, tiene como primera autora a Clara Chinchilla Garzón y como coautora a Eva Rivera Chao. Carlos Martí Gastaldo y Natalia M. Padial figuran como autores de correspondencia.
Para el grupo FUNIMAT del ICMol, los resultados ponen de manifiesto el potencial de los materiales reticulares como plataformas para una nueva generación de catalizadores fotoredox. La estrategia no se basa en incorporar componentes externos al material, sino en diseñar el propio clúster metálico para integrar absorción de luz, separación de cargas y transferencia electrónica dentro de una misma estructura cristalina.
La investigación cuenta con la participación de instituciones nacionales e internacionales, entre ellas el Instituto IMDEA Energía, el Instituto Superior Técnico de la Universidade de Lisboa, la Universitat de València, la University of Birmingham, la Universidad de Granada, Palacký University Olomouc y VŠB–Technical University of Ostrava.
Fuente: ICMol / UV Noticias
Chinchilla-Garzón, C. et al. (2026). “Cluster-enabled control of single-electron photoredox catalysis in reticular frameworks”. Chem. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2026.10307
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