Síntesis de forsterita por el método sol-gel: Influencia del pH y temperatura de calacinación en su estructura cristalina

Abstract

Este estudio tuvo como propósito sintetizar forsterita (Mg₂SiO₄) mediante el método sol–gel y evaluar cómo influyen el pH de síntesis y la temperatura de calcinación en su estructura cristalina y morfología. La investigación surge de la necesidad de comprender mejor estas variables, dado que la forsterita es un material con alta estabilidad térmica, buena biocompatibilidad y potencial para aplicaciones biomédicas, especialmente en la liberación controlada de fármacos. La metodología combinó una revisión bibliográfica en bases de datos científicas, donde se evidenció un incremento constante en publicaciones sobre el tema en los últimos 19 años, con un trabajo experimental que incluyó la síntesis de forsterita en medio ácido y básico, seguida de calcinación a 700, 900 y 1100 °C. Los materiales se caracterizaron con técnicas instrumentales como FTIR, DRX, Raman y microscopía SEM-EDX para correlacionar las condiciones de síntesis con la evolución estructural. Los resultados mostraron que la forsterita comienza a formarse a 700 °C y que su cristalinidad se incrementa a 900 y 1100 °C. El análisis FTIR confirmó la aparición de bandas características del silicato y la eliminación de residuos orgánicos a mayor temperatura. Los análisis por DRX revelaron picos propios de la forsterita, con corrimientos asociados al pH, en medio ácido la red cristalina se expandió levemente, mientras que en medio básico se contrajo. Los espectros Raman confirmaron un aumento en el orden estructural y las micrografías SEM evidenciaron que el pH determina la morfología final, observándose agregados más abiertos y rugosos en medio ácido, y estructuras más compactas en medio básico. Se concluye que la temperatura de calcinación y el pH de síntesis son variables críticas para modular la microestructura y las propiedades cristalinas de la forsterita obtenida por sol–gel. A partir de estos hallazgos, se recomienda continuar con estudios orientados a la evaluación de su superficie y comportamiento en la liberación controlada de fármacos, dado el potencial que presenta este material como sistema alternativo y eficiente en aplicaciones biomédicas.