Las llamadas tierras raras están metidas en buena parte de la tecnología moderna, aunque casi nunca aparezcan en la conversación cotidiana. Se usan en motores eléctricos, luces LED, imanes potentes, equipos médicos y otros dispositivos. El problema es que, una vez extraídas de la roca o recuperadas de residuos, separarlas unas de otras suele requerir procesos largos y muy contaminantes, con grandes cantidades de ácidos y solventes orgánicos. Un nuevo estudio propone una alternativa más limpia: usar agua, electricidad y canales atómicos dentro de un material sólido para ir distinguiendo elementos que, químicamente, se parecen muchísimo.
El trabajo fue liderado por investigadores de la Universidad de Chicago, con participación de Northwestern University y Argonne National Laboratory, y se publicó en Nature Chemical Engineering. El equipo trabajó con una forma laminar de óxido de manganeso cuyas capas dejan espacios extremadamente pequeños. En esos espacios, los iones de tierras raras pueden entrar e interactuar con el material, pero no todos se comportan igual.
La clave está en algo que parece mínimo: la capa de moléculas de agua que rodea a cada ion cuando está disuelto. Los lantánidos más livianos y los más pesados llevan “envolturas” de agua de tamaño algo distinto. Esa diferencia es pequeña, pero dentro de un canal tan estrecho alcanza para cambiar cómo se acomodan y cuán fuerte quedan retenidos. En los experimentos, los elementos más pesados tendieron a quedar más firmemente atrapados, mientras que los más livianos empujaban más las capas del material y alteraban su respuesta.
Los investigadores mostraron además que podían afinar el proceso. Al aplicar corriente eléctrica y agregar iones de magnesio, lograron “fijar” mejor el ancho de esos canales para que no se expandieran con facilidad. Eso volvió más visibles diferencias que antes eran casi imperceptibles entre elementos muy parecidos. Según el artículo, el enriquecimiento de pares como lantano-neodimio pasó de alrededor de 1,6 veces a 5,4 veces, y tras dos ciclos de purificación pudieron obtener una muestra de neodimio con 97% de pureza.
Ese resultado no significa que ya exista una planta industrial lista para reemplazar los métodos actuales. El propio estudio se presenta como una demostración de principio a escala de laboratorio, y los autores todavía están probando el sistema con más lantánidos y refinando los modelos que explican por qué funciona. Pero sí ofrece una pista importante: no siempre hace falta diseñar moléculas complejas para distinguir iones casi idénticos; a veces alcanza con controlar con mucha precisión el espacio por el que se los obliga a pasar.
La relevancia del hallazgo va más allá de una mejora técnica puntual. La demanda de tierras raras está ligada a sectores que suelen presentarse como parte de la transición energética, desde vehículos eléctricos hasta tecnologías de iluminación y algunos equipos médicos. Si la separación sigue dependiendo de procesos especialmente sucios, ese costo ambiental queda escondido al principio de la cadena. Un método que use agua y electricidad en lugar de grandes volúmenes de solventes orgánicos podría ayudar a reducir parte de ese impacto, aunque todavía falte mucho para saber si será competitivo a gran escala.
También hay un matiz importante: separar tierras raras de manera más limpia no resuelve por sí solo los problemas asociados a la minería, al consumo de materiales críticos ni a la concentración geográfica del procesamiento. Lo que sí muestra este trabajo es que hay espacio para rediseñar una de las etapas más difíciles y contaminantes del proceso. En ciencia de materiales y química, a veces un avance útil no consiste en descubrir un elemento nuevo, sino en encontrar una manera menos dañina de trabajar con los que ya sostienen la tecnología actual.
Atomic channels can separate rare earth elements from each other without using toxic chemicals · Phys.org
Phys.org · Imagen acompañante del artículo fuente; atribución preservada · Fuente de imagen
Zou, S., Liu, J., Jeon, W. C., Wang, M., Wu, R., Han, Y., Yan, G., Hill, G. T., Yue, X., Zhou, H., Schatz, G. C., et al., & Liu, C. (2026). Pinning ångström-size solid ionic channels for rare-earth element separation. Nature Chemical Engineering. https://doi.org/10.1038/s44286-026-00418-8
Relacionadas por categoría
Ver masUn catalizador para modificar moléculas aromáticas en el punto preciso
Una nueva plataforma de paladio logra añadir grupos aromáticos a moléculas comunes y elegir con mayor precisión dónde ocurre la transformación.
Un complejo de cobre activado por luz abre una nueva vía para generar radicales de carbono
Un estudio describe complejos de cobre que, al recibir luz visible, producen radicales de carbono de forma controlada para ensayar nuevas transformaciones de síntesis química.
Dos catalizadores de cobre logran alternar reacciones sobre enlaces de cloro resistentes
Un equipo diseñó un sistema de dos catalizadores de cobre que transforma enlaces carbono-cloro resistentes y modifica PVC en condiciones suaves de laboratorio.
Más de la misma fuente
Ver masCuando las partículas se atraen, un hielo de espín artificial cambia sus reglas
Un experimento con esferas microscópicas muestra cómo la atracción y la forma de una red pueden producir orden colectivo o impedirlo.
Diez átomos ultrafríos para estudiar una regla de la antimateria
Un experimento con átomos de rubidio imita en miniatura cómo un campo eléctrico puede favorecer la creación de pares de partículas en un modelo cuántico.
Una IA ayuda a convertir ideas de química en pruebas para diseñar enzimas
Un sistema traduce instrucciones en lenguaje común a simulaciones y cambios candidatos para enzimas, pero sus propuestas todavía deben comprobarse en el laboratorio.
Más del mismo autor
Ver masCómo se instala Cryptosporidium en las células del intestino
Un estudio siguió paso a paso cómo Cryptosporidium se ancla a una célula intestinal y construye el límite desde el que obtiene recursos.
Partículas similares a virus mejoran la entrega de CRISPR en modelos de cerdo y pollo
Un estudio probó cápsulas microscópicas para llevar herramientas de edición genética a células, tejidos y embriones de cerdo y pollo. Aún no demuestra aplicaciones en animales vivos.
Un catalizador para modificar moléculas aromáticas en el punto preciso
Una nueva plataforma de paladio logra añadir grupos aromáticos a moléculas comunes y elegir con mayor precisión dónde ocurre la transformación.