El grupo Diseño y Reactividad de Estructuras Sólidas (DRES) tiene como objetivo principal la síntesis y el estudio estructural (químico y físico) de materiales inorgánicos en estado sólido, con diferentes aplicaciones, entre ellas las catalíticas, de adsorción, magnéticas y de resistencia mecánica. Uno de los ejes fundamentales de investigación es el ensamblaje, a nivel molecular, de nuevas estructuras en estado sólido y la modificación de minerales naturales inorgánicos para la obtención de materiales con propiedades excepcionales en la preparación de nuevos catalizadores de interés industrial y de adsorbentes altamente porosos. Los estudios estructurales de nuevos materiales sintetizados se abordan desde la perspectiva atómica y molecular, nanoscópica, micro y mesoscópica, consiguiendo la correlación entre los factores de composición, estructura y propiedades de los sólidos. Las reacciones que se estudian en las investigaciones de catálisis y las demás aplicaciones son de interés industrial y ambiental, pretendiendo siempre encontrar la relación entre el conocimiento básico adquirido y su utilidad en la industria y en la sociedad. El grupo Diseño y Reactividad de Estructuras Sólidas contribuye al fortalecimiento y al avance de la ciencia y la tecnología en los campos de la Química del Estado Sólido, Catálisis Heterogénea y la Ciencia de Materiales en general. Además, contribuye al fortalecimiento de la formación de estudiantes de ciencias e ingeniería en la Universidad Nacional de Colombia, a nivel de pregrado y de postgrado. También pretende colocar su potencial y experiencia investigativa al servicio de diferentes sectores de interés en el país, entre ellos el industrial, comercial y gubernamental, mediante operaciones de cooperación, intercambio de conocimientos y servicios altamente específicos. Líneas de Investigación: 1) Óxidos metálicos y sólidos porosos: Incluye la valorización y transformación de minerales (nanoláminas y nanotubos). 2) Aplicación de nuevos materiales en la adsorción y degradación oxidativa de contaminantes orgánicos e inorgánicos en medio acuoso . 3) Catálisis Heterogénea: incluye la catálisis de reacciones de oxidorreducción , la fotocatálisis y la catálisis ácido base. 4) Materiales compuestos. Objetivos del grupo: 1) Contribuir al desarrollo de nuevas estructuras sólidas inorgánicas con potencial aplicación en diversos campos de la ciencia y la tecnología. 2) Avanzar en la comprensión de las relaciones estructura, propiedades y funcionalidad de nuevos materiales en estado sólido. 3) Fortalecer los procesos de formación de estudiantes de ciencias en las áreas de química de sólidos, química inorgánica, ciencia de materiales, catálisis heterogénea y técnicas de caracterización de superficies. 4) Fortalecer académica y científicamente los programas de maestría y doctorado de la Universidad Nacional de Colombia. 5) Contribuir al fortalecimiento de las relaciones academia, sociedad e industria mediante la participación en procesos de aplicación altamente específicos que involucren conocimientos de las áreas de dominio del grupo Diseño y Reactividad de Estructuras sólidas. Visión: Nuestro grupo Diseño y Reactividad de Estructuras Sólidas pretende posicionarse en uno de los escenarios de investigación científica más importantes del país, relacionado con el diseño de materiales sólidos, catálisis heterogénea y fenómenos de adsorción. Para ello, nuestra visión enmarca la participación en la formación de investigadores a nivel doctoral de alta calidad, la consolidación y fortalecimiento de sus líneas de investigación, el incremento en el número de publicaciones científicas de carácter internacional y la participación en uno o más Centros de Investigación del país. Además, trabajaremos para que este grupo se constituya en referente nacional en lo concerniente a la síntesis de estructuras inorgánicas funcionales.

• MATERIALES COMPUESTOS
• APLICACION DE NUEVOS MATERIALES EN LA DEGRADACION OXIDATIVA DE CONTAMINANTES ORGANICOS E INORGANICOS EN MEDIO ACUOSO
• SÍNTESIS DE NUEVAS ESTRUCTURAS CON ACTIVIDAD CATALITICA Y FOTOCATALITICA EN REACCIONES DE OXIDACION
• OXIDOS METALICOS Y SOLIDOS POROSOS
• CATÁLISIS HETEROGÉNEA
• VALORIZACIÓN Y TRANSFORMACIÓN DE MINERALES: NANOLAMINAS Y NANOTUBOS

El grupo Diseño y Reactividad de Estructuras Sólidas se enfoca en la síntesis de nuevos materiales en estado sólido con diferentes aplicaciones, entre ellas las de catálisis y de adsorción. También se diseñan nuevos materiales con propiedades mecánicas y magnéticas de interés. Se busca que los nuevos sólidos sintetizados sean útiles en aplicaciones industriales y ambientales con impacto importante en la sociedad colombiana y en la sociedad mundial. Para la preparación de los nuevos materiales, primero se reconoce la necesidad y los problemas en la industria colombiana, la sociedad y el ambiente, para posteriormente enfocarse en el diseño de las estructuras sólidas que podrían contribuir substancialmente a la resolución del problema identificado. Según nuestra perspectiva, la comprensión de las diferentes superficies y materiales diseñados, a nivel atómico y molecular, es lo fundamental y permite avanzar en el conocimiento del campo y extrapolar las diferentes propiedades físico-químicas hacia la búsqueda de soluciones de los problemas planteados a nivel macroscópico en el desarrollo de los procesos relacionados. Nuestro enfoque, en general, se dirige hacia el avance de la química de materiales, superficies y las estructuras inorgánicas en estado sólido, con potenciales aplicaciones tecnológicas e industriales que contribuyan al avance del país y de la sociedad global.

Las nuevas estructuras inorgánicas con aplicaciones tecnológicas potenciales son la prioridad de investigación en este grupo. Entre ellas, tiene particular importancia el diseño y síntesis de sólidos microporosos con actividad catalítica en reacciones de oxido-reducción, como por ejemplo los óxidos de metales, metales soportados y grupos funcionales anclados en estructuras porosas, redes metalorgánicas (MOFs), minerales modificados y óxidos multirramificados, entre otros. En cuanto a la reactividad de las estructuras, se prioriza la oxidación de compuestos orgánicos contaminantes en medio acuoso, la reducción de nitratos y nitritos, la oxidación foto-catalítica de contaminantes y la formación catalítica de productos de química fina. Es de especial atención la modificación de minerales nanotubulares y de estructura nanolaminar con el fin de desarrollar nuevos catalizadores, adsorbentes y materiales con otras propiedades.

Se establece contacto y cooperación constante con otros grupos y laboratorios de investigación, a nivel nacional e internacional, con el fin de intercambiar conocimientos y recibir apoyo en la caracterización de materiales mediante nuevas técnicas avanzadas. Se cuenta con estrecha cooperación con grupos de otras sedes de la Universidad Nacional de Colombia (Por ejemplo: Medellín y Manizales). También se ofrecen asesorías y convenios de participación investigativa a otros grupos, a universidades y al sector productivo del país. En el grupo Diseño y Reactividad de Estructuras Sólidas las investigaciones se abordan de manera interdisciplinaria, mediante el concurso de conocimientos en química, física, matemática, tecnologías ambientales, e ingeniería. Se cuenta con el apoyo de personal con conocimientos en estas áreas y permanentemente se vinculan también estudiantes Químicos, Ingenieros Químicos, Ingenieros ambientales y de otras áreas, con el fin de fortalecer los procesos de investigación desde diferentes perspectivas.

Estructuras metal-orgánicas como catalizadores sólidos para la valorización de aceites esenciales

Diseño de partículas multirramificadas de Fe2O3 con especies de Au, Ag y Cu ancladas, para la eliminación oxidativa de un colorante textil en medio acuoso.

Micropartículas de óxidos de plata, cobre y cobalto ancladas en estructuras multirramificadas (multibranches) de óxidos de hierro.

Desarrollo de películas poliméricas biodegradables a partir de proteina vegetal con adición de arcilla.

FOTO-EPOXIDACIÓN DE ACEITES VEGETALES POR CATALIZADORES SÓLIDOS DE DIOXO-Mo BAJO CONDICIONES DE QUÍMICA VERDE

SÍNTESIS DE MATERIALES MICROPOROSOS APATIR DEL MINERAL CAOLINITA CON PROPIEDADES MAGNÉTICAS PARA LA ADSORCIÓN DE COLORANTES TEXTILES

EVALUACION DE LA ACTIVIDAD FOTOCATALÍTICA DE ESTRUCTURAS TIPO MOF’s EN DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES USANDO USANDO O2 MOLECULAR

SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN FOTOCATALÍTICA DE BENTONITA MODIFICADA CON ESPECIES DE Fe-TiO2

• Effect of LAPONITE® addition on the mechanical, barrier and surface properties of novel biodegradable kafirin nanocomposite films (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Comparison of the catalytic performance of Ni, Mo, and Ni–Mo impregnated on acid halloysite nanotubes in the n-decane hydroconversion. (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Catalytic degradation of real-textile azo-dyes in aqueous solutions by using Cu–Co/halloysite (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Fe3O4-TiO2 and Fe3O4-SiO2 Core-shell Powders Synthesized from Industrially Processed Magnetite (Fe3O4) Microparticles (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Encapsulation of cactus (Opuntia megacantha) betaxanthins by ionic gelation and spray drying: A comparative study (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Removal of a textile azo-dye (Basic Red 46) in water by efficient adsorption on a natural clay (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Congo red decomposition by photocatalytic formation of hydroxyl radicals (·OH) using titanium metal organic frameworks (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• The periodicity of chemical elements and the materials performance: a complement for the comprehension of the periodic table (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Porous aluminosilicic solids obtained by thermal-acid modification of a commercial kaolinite-type natural clay (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
• Espinela de cobre y cobalto (CuCo2O4) soportada sobre metacaolinita dealuminizada para la oxidación catalítica de glicerol (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• SÍNTESIS DE MICROPARTÍCULAS MULTIRRAMIFICADAS DE a-Fe2O3 PARA EL DISEÑO DE NUEVOS CATALIZADORES SOPORTADOS. (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• Nanotubos de haloisita (HNTs) como materiales de soporte catalítico (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• Comparación del desempeño de catalizadores soportados de Ni, Mo y NiMo sobre haloisita ácida, en la hidroconversión de n-decano. (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• Espinela de cobre y cobalto (CuCo2O4) soportada sobre caolinita modificada (metacaolinita) para la oxidación catalítica de glicerol crudo. (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• Efecto de la adición de citrato en la preparación de catalizadores de óxido de cobre (II) soportado en metacaolinita dealuminizada (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• The periodicity of chemical elements and the materials performance: a complement for the comprehension of the periodic table (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• Fotodegradación de Ibuprofeno catalizada por TiO2 Kronoclean 7050 bajo irradiación con luz visible (Presentación de ponencia en evento científico o tecnológico)
• DEGRADACIÓN FOTOCATALÍTICA HETEROGÉNEA DE IBUPROFENO EN MEDIO ACUOSO DILUIDO (Proyectos de investigación)
• Óxidos de cobre-cobalto soportados sobre metacaolinita dealuminizada como catalizadores potenciales para la transformación de glicerol (TDG (Trabajo dirigido de grado))
• Estudio de micropartículas de Ag y CuCo2O4 soportadas sobre alfa-Fe2O3 con morfología multirramificada (TDG (Trabajo dirigido de grado))
• Catalizadores de Pd/Haloisita y Cu-Co/Haloisita para la reducción de nitratos en medio acuoso diluido. (TDG (Trabajo dirigido de grado))
• The periodicity of chemical elements and the materials performance: a complement for the comprehension of the periodic table (Tesis de maestría)
• ÓXIDOS DE METALES DE TRANSICIÓN COMO CATALIZADORES PARA LA OXIDACIÓN TOTAL DE COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES (COVS) EN FASE GASEOSA (Tesis de maestría)
• Evaluación del uso de aditivos de origen natural sobre la propiedades del ácido poliláctico (PLA) para su uso como empaque de alimentos (Tesis de maestría)
• Sistemas magnéticos estructurados tipo core-shell Fe3O4-TiO2 y Fe3O4-SiO2 basados en magnetita (Fe3O4): diseño, caracterización y aplicaciones en catálisis heterogénea (Tesis de maestría)