El nombre palygorskita se refiere al término extremo alumínico de la serie polisomática sepiolita-palygorskita, y las rocas formadas mayoritariamente por estos minerales reciben el nombre de arcillas palygorskíticas. Son filosilicatos modulados, 2:1, en los que se produce una inversión periódica de los oxígenos apicales de la capa tetraédrica, lo que da lugar a cristales con textura fibrosa.

Las fibras contienen “túneles” en su interior y “canales” paralelos a la superficie de la fibra, lo que les confiere una altísima superficie específica. Como resultado de sus propiedades fisicoquímicas (fundamentalmente muy elevada superficie específica) tienen gran interés industrial, utilizándose en numerosos sectores. En las últimas décadas el uso e investigaciones sobre las propiedades y aplicaciones de la palygorskita han evolucionado hacia productos altamente especializados. Así, desde su uso como absorbentes granulares usados tras molienda o suaves tratamientos ácidos (productos de primera o segunda generaciones), han evolucionado hacia productos de quinta o sexta generación, cómo son el diseño de nanocomposites o bionanocomposites. La investigación sobre estos materiales ha crecido de forma exponencial recientemente. Han pasado de utilizarse, no solo, en productos farmacéuticos o cosméticos, sino también para eliminar los desechos farmacéuticos de las aguas. Además, se ha estudiado su uso en aplicaciones medioambientales, tales como absorbentes de colorantes o metales pesados. En relación con la salud animal y humana, estas arcillas se utilizan en la preparación de antibióticos antibacterianos sustituyendo a otros antibióticos sintéticos, incluso se ha sugerido el potencial uso de palygorskita como una herramienta terapéutica contra enfermedades antiimflamatorias.

Imagen representativa de la microestructura y su relación con la microporosidad

En el trabajo se hace una revisión en profundidad de los datos bibliográficos publicados hasta la fecha, a la vez que se estudian una selección de 22 muestras de alta pureza y se aportan nuevos datos sobre las Propiedades de Superficie (Superficie Específica (SSA) , Área de Superficie de Microporos (SSAμp), Volumen de Microporos (Vμp), Área de Superficie Externa (SSAEx) y Diámetro de Poro Medio Equivalente), con objeto de determinar de qué manera influyen en ellas el tamaño de fibra, la cristalinidad o la microestructura. Se constata que hay una gran variabilidad, como puede verse en la figura, y se demuestra también que la alta variabilidad no puede explicarse únicamente por el número de impurezas o por diferencias en las condiciones de análisis. Tanto los datos bibliográficos como los nuevos datos obtenidos muestran que la SSA varía desde unas pocas decenas de m2 g-1 hasta casi 300 m2 g-1, a la vez que hay una gran variabilidad en los valores de la microporosidad y las proporciones de la superficie. Los datos experimentales obtenidos demuestran que 1) las condiciones ordinarias de vacío suave producen “folding” de la estructura, lo que limita la accesibilidad a la parte interna de los túneles estructurales; 2) la microporosidad está relacionada con la microporosidad intra e interfibra, dependiendo, en primer lugar del tamaño de la fibra, ya que cuanto más corta es la fibra hay más terminaciones de fibra accesibles; 3) la química cristalina de las muestras también influye en la SSA, ya que los términos ricos en Mg tienen mayor proporción de polisomas de sepiolita y, por tanto, mayor proporción de canales más anchos y accesibles que los de palygorskita.

Mercedes Suárez, Javier García-Rivas, Juan Morales, Adrián Lorenzo, Andrea García-Vicente, Emilia García-Romero, Review and new data on the surface properties of palygorskite: A comparative study, Applied Clay Science, Volume 216, 2022, 106311, https://doi.org/10.1016/j.clay.2021.106311

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