Líneas de Investigación

El Centro Interdisciplinario de Líquidos Iónicos de Santiago – CILIS – es una iniciativa innovadora diseñada para reunir, dentro de un entorno interactivo, a científicos destacados que trabajan en los campos de la Química Orgánica Teórica y Experimental, la Electroquímica y la Ingeniería Química, para realizar investigación de frontera en el diseño y uso de Líquidos Iónicos – IL – como medios de reacción para tareas especificas. Las diversas líneas de investigación son desarrolladas a través del trabajo interdisciplinario de distintas grupos de trabajo. Las divisiones que conforman el Centro Interdisciplinario de Líquidos Iónicos, son:

División de Ingeniería Química

Esta división se ha hecho cargo de innovadores proyectos definidos en el campo aplicado de los Líquidos Iónicos. Uno de estos se refiere a la preparación de la mezcla eutéctica de cloruro de colina – Urea TSIL el cual ha sido probado en dispositivos electrostáticos. Otra línea de trabajo se relaciona con la determinación de las propiedades físico–químicas de líquidos iónicos comerciales basados ​​en el catión imidazolio con BF4–, bis (trifluorometanosulfonil) amida y dimetilfosfato para ser probado como fluidos portadores de calor potenciales en el sector minero. Junto a lo anterior, se cuenta con líneas de investigación relacionadas con la separación de bio–butanol a través de membranas de pervaporación basadas en líquidos iónicos; extracción de iones metálicos de soluciones acuosas y su recuperación por medio de fluidos supercríticos y desarrollo de líquidos iónicos como fluidos caloportadores en la industria pirometalúrgica.

División de Química Teórica y Computacional.

La división de Química Teórica y Computacional desarrolla líneas de investigación relacionadas con la aplicación de la mecánica cuántica en el modelamiento de enlaces, estructuras y la reactividad, en particular, respecto a los efectos de solvatación, la selectividad y la activación de sitios usando funciones de respuesta definidas en el campo de la teoría funcional de la densidad. Junto a lo anterior, se desarrollan conceptos tales como: electrofilia, nucleofilia, electrofuga, nucleofuga, entre otros, los cuales sirven para describir diversas reacciones, entre esas, orgánicas y electroquímicas. En la actualidad la investigación de esta división se enfoca en la representación de las causas y efectos de la solvatación y catálisis por líquidos iónicos utilizando: descriptores electrónicos para enlaces de hidrógenos en modelos de acidez/alcalinidad  de Lewis (HBA y HBB, respectivamente), simulación de solvatación por medio de dinámica molecular y modelos de campo de reacción en el contexto de la Química Verde.

División de Cinética Química.

La división de Cinética Química se enfoca en estudios de efecto solvente en reacciones de sustitución nucleofílica aromática (SNAr), reacciones de sustitución nucleófila (SN), reacciones de apertura del anillo aromático y cierre del anillo aromático con el ataque nucleofílico (ANRORC), degradación de derivados organofosforados y reacciones de Diels Alder (DA). Estos estudios se realizan en medios convencionales (agua y disolventes orgánicos), líquidos iónicos a temperatura ambiente (RTILs) y las mezclas binarias de éstos. Paralelamente, se realizan estudios sobre la interacción de RTILs con surfactantes estructuralmente similares a los ILs y la aplicación, de sus sistemas micelares, como potencial medio de reacción. El objetivo principal es estudiar las interacciones entre el soluto y el solvente que determinan la selectividad de las reacciones, las velocidades de reacción y los mecanismos a través del cual cursan estas reacciones. El uso de RTILs y sus mezclas binarias con agua o disolventes orgánicos convencionales es un buen modelo para estudiar solvatación preferencial como el principal contribuyente a los efectos específicos de solvatación que promueven el mecanismo de reacción, la selectividad y la catálisis. La metodología utilizada incluye estudios experimentales los cuales se integran con estudios teóricos con el fin de proponer un modelo predictivo capaz de dilucidar el efecto disolvente sobre el mecanismo de reacción.

División de Síntesis Orgánica

El objetivo de esta división es diseñar y sintetizar moléculas o compuestos de diversa naturaleza orgánica, con la finalidad de que éstos presenten potencial actividad farmacológica. Con este propósito, se exploran metodologías más limpias y menos contaminantes, por medio del el uso de reactores microondas y de disolventes del tipo líquidos iónicos. En este contexto, la preparación de líquidos iónico es también un objetivo importante, con la finalidad de reemplazar el empleo de disolventes tóxicos y constituye una contribución a la Química verde.

División de Electroquímica

Las líneas de investigación abordan distintas estrategias de reconversión de dióxido de carbono ya sea en combustibles líquidos o productos con valor agregado. Para lograr este objetivo se utilizan técnicas fotoquímicas, electroquímicas y foto-electroquímicas utilizando catalizadores y electrocatalizadores tales como, porfirinas multimetálicas, electrocatalizadores híbridos semiconductor-compuesto de coordinación y semiconductores nanocristalinos

Con la irrupción de los líquidos iónicos como medio de reacción verde, hemos ampliado el horizonte de nuestra línea de investigación usando estos nuevos solventes para la reconversión de dióxido de carbono en presencia de otros sustratos como aminas o epóxidos, con el objeto de obtener, en condiciones suaves, productos de mayor valor agregado tales como uretanos o carbonatos cíclicos respectivamente. También se utilizan líquidos iónicos para electroanálisis.

La caracterización de las superficies se logra a través de técnicas espectroscópicas como UV- Visible, FT-IR-ATR Raman, mediante técnicas electroquímicas, espectro-electroquímica y microscopía de barrido electroquímico. La morfología se estudia por SEM-EDX y AFM. Las propiedades electrocatalíticas se estudian por voltametría cíclica, electrodo de disco rotatorio, electrólisis a potencial controlado y espectroscopía de impedancia electroquímica.