Un estudio liderado desde el Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València presenta una nueva estrategia para diseñar catalizadores sólidos más sostenibles. El trabajo, cuya primera autora es Clara Chinchilla Garzón, demuestra que la composición de un material poroso permite controlar procesos químicos impulsados por luz visible, con potencial aplicación futura en síntesis farmacéutica, química fina y tecnologías más limpias.

Investigadoras e investigadores del ICMol han desarrollado un nuevo material poroso capaz de promover reacciones químicas mediante luz visible sin necesidad de metales nobles, aditivos externos ni fotosensibilizadores adicionales. El estudio, cuyas coautoras son Clara Chinchilla Garzón y Eva Rivera Chao, presenta una nueva estrategia para diseñar catalizadores sólidos basados en redes metal-orgánicas.

El trabajo, titulado Cluster-Enabled Control of Single-Electron Photoredox Catalysis in Reticular Frameworks, cuenta con Carlos Martí Gastaldo y Natalia M. Padial como autores de correspondencia. La investigación describe un material de tipo MOF —siglas en inglés de Metal-Organic Framework, o red metal-orgánica— denominado MUV-1001(Fe), construido a partir de clústeres de titanio y hierro. Estas estructuras cristalinas combinan nodos metálicos y moléculas orgánicas para generar materiales altamente porosos, estables y ajustables desde el punto de vista químico.

La fotocatálisis redox se ha consolidado como una herramienta muy útil para activar reacciones químicas en condiciones suaves, utilizando luz como fuente de energía. Sin embargo, muchos de los sistemas actuales dependen de catalizadores homogéneos basados en metales nobles como iridio o rutenio, que son caros, escasos y difíciles de recuperar del medio de reacción. Frente a este reto, el equipo en el que participa Chinchilla-Garzón ha demostrado que es posible diseñar un catalizador sólido, activo bajo luz visible y libre de metales nobles.

Una de las principales aportaciones del trabajo es demostrar que la actividad fotocatalítica puede controlarse modificando la composición del clúster metálico del material. El equipo comparó diferentes versiones de la familia MUV-1001, con combinaciones de titanio y magnesio, hierro, cobalto o níquel. Aunque todas mantienen estructuras similares, la variante con hierro mostró una respuesta diferenciada: absorbe mejor en la región visible y favorece una separación de cargas más eficiente, un aspecto clave para que la reacción química tenga lugar.

El material MUV-1001(Fe) permitió llevar a cabo reacciones de transferencia de un solo electrón y formación de enlaces C-C bajo irradiación con luz visible. En concreto, el artículo describe una reacción de Giese descarboxilativa, una transformación relevante en química radicalaria y síntesis orgánica, realizada sin fotosensibilizadores externos, co-catalizadores, aditivos ni metales nobles.

Desde el punto de vista social, este 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 medio y largo plazo, a reducir la dependencia de metales escasos y de procesos químicos más exigentes en energía 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 muestra que el material mantiene su actividad tras varios ciclos catalíticos y conserva su estructura cristalina, lo que refuerza su interés como plataforma heterogénea y reciclable. Según el trabajo, MUV-1001(Fe) 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.

Para FUNIMAT, estos resultados ponen de manifiesto el potencial de los materiales reticulares como plataformas para una nueva generación de catalizadores fotoredox. En lugar de incorporar componentes externos al material, la estrategia se basa en diseñar el propio clúster metálico para que integre absorción de luz, separación de cargas y transferencia electrónica dentro de una misma estructura cristalina.

El trabajo 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.

Referencia del artículo: 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.2026.103074