Los carbonatos de magnesio mesoporosos (MMC) constituyen una familia de materiales de carbonato de magnesio con altas áreas superficiales específicas. Fue informado por primera vez en julio de 2013 por un grupo de investigadores en nanotecnología de la Universidad de Uppsala . [1] [2] La superficie más alta reportada de cualquier MMC es 800 m² por gramo, que es la superficie más alta jamás medida para un carbonato de metal alcalinotérreo. [1] El tamaño de poro promedio de las MMC se puede ajustar ajustando las condiciones de síntesis. [3] Hasta ahora, todas las formas reportadas de MMC son anhidras y amorfas .
Al igual que con otros tipos de materiales mesoporosos , la gran superficie y los poros de tamaño nanométrico hacen que las MMC sean interesantes en una serie de aplicaciones. Además, las MMC tienen excelentes capacidades de adsorción. [1]
Los poros se forman mediante la expansión del gas CO 2 durante la síntesis; no se necesitan otras moléculas plantilla para formar la red mesoporosa en el material. La primera patente sobre MMC se concedió en 2017 [4] y ahora la comercializa la empresa derivada Disruptive Materials AB en Uppsala , Suecia , para aplicaciones en cosméticos, productos deportivos y otras áreas técnicas. Las MMC también se están investigando en aplicaciones farmacéuticas.
En las primeras publicaciones sobre carbonato de magnesio mesoporoso, el material recibió el nombre de Upsalite como referencia a la Universidad de Uppsala y a la ciudad de Uppsala, utilizando la ortografía latina con una p . Hoy en día, Upsalite es una marca registrada y, en general, la clase de material se designa como carbonatos de magnesio mesoporosos.
El tipo general de MMC se sintetiza haciendo reaccionar óxido de magnesio (MgO) y metanol bajo presión de dióxido de carbono (CO 2 ). [1] [3] [5] La agitación y la despresurización del producto dan como resultado un alcogel que se hincha a medida que el gas CO 2 se expande y se libera. Cuando se libera CO2 unido físicamente y el metanol residual se evapora del gel tras el tratamiento térmico a temperaturas moderadas, el gel se solidifica y se forma una red porosa en el material. El diámetro promedio de los poros en el producto final se puede controlar ajustando la entrada de energía durante el proceso de solidificación. [3]
Las MMC están compuestas por una matriz de MgCO 3 amorfa y mesoporosa a los rayos X con cristales de MgO incrustados en la estructura. [3] La ruta de síntesis descrita anteriormente generalmente produce partículas de MMC en el rango de milímetros a centímetros, partículas cuyo tamaño se puede reducir si se desea. [6]
Se ha demostrado que las MMC aumentan con éxito la solubilidad aparente de varios fármacos modelo poco solubles, incluido el ibuprofeno, [6] [7] [8] itraconacole , [3] tolfenámico , rimonabant , [9] celecoxib , cinarizina y griseofulvina . [10] Lo hacen suprimiendo la cristalización de la sustancia farmacológica incorporada en los poros de los materiales. Los fármacos amorfos generalmente presentan solubilidades más altas que sus homólogos cristalinos, y al estabilizar los fármacos en su estado amorfo en la formulación del fármaco, se puede obtener una mayor solubilidad en el momento de la administración. [11] La escasa solubilidad acuosa limita la biodisponibilidad de muchos fármacos y, por tanto, su efecto terapéutico.
La liberación de fármacos de las MMC se puede ajustar mediante el tamaño de las partículas [7] y el tamaño de los poros. [3] La tasa de liberación también se puede ajustar mediante la modificación química de las paredes de los poros. [8] Se ha demostrado que la sobresaturación de fármacos formulados con MMC se puede mejorar, tanto en términos de solubilidad del fármaco como de período de sobresaturación, mediante la adición de polímeros durante la liberación. [10]
Debido a su capacidad para absorber la humedad, los escaladores y otros atletas pueden utilizar MMC para mejorar el agarre. MMC bajo la marca Upsalite , fue introducido en el mercado mundial como ingrediente de la tiza de escalada, en 2018 por la empresa Black Diamond. Cuando se presentó por primera vez en la exposición deportiva más grande del mundo, ISPO, recibió el premio al mejor accesorio de escalada nuevo e innovador de 2018. [12]
Como se ha descubierto que las MMC absorben más agua a humedades relativas bajas en comparación con los mejores materiales disponibles anteriormente, las zeolitas higroscópicas y las MMC se pueden utilizar para mantener la humedad en niveles extremadamente bajos cuando sea necesario. [1] Además, la upsalita puede liberar esa agua a temperaturas más bajas que las zeolitas, lo que requiere menos energía para su regeneración.
El MMC también puede usarse potencialmente para la recolección de desechos tóxicos , productos químicos o derrames de petróleo y para el control de olores, saneamiento después de incendios y recolección de agua de diversas fuentes. [1]