La interpretación precisa de los tamaños y las formas de las partículas en los materiales de nanoporus es esencial para comprender y optimizar el rendimiento de los materiales porosos utilizados en muchas aplicaciones importantes y potencialmente nuevas. Sin embargo, solo se han desarrollado unas pocas técnicas experimentales para este propósito.
Un equipo de investigadores, dirigido por el Profesor Wonyoung Choe de Ciencias Naturales y el Profesor Ja Hun Kwak de Energía e Ingeniería Química ha desarrollado recientemente una nueva estrategia de diseño novedoso para sintetizar diversas formas de materiales funcionales, especialmente para materiales metal-orgánicos MOMEl equipo de investigación espera que este enfoque sintético pueda abrir una nueva dirección para el desarrollo de diversas formas en las MOM, con áreas muy avanzadas como la entrega / liberación secuencial de medicamentos y la catálisis en cascada heterogénea dirigida en el futuro previsible.
En las últimas décadas, se ha desarrollado mucha investigación para la síntesis y el diseño de materiales funcionales, pero solo unos pocos pudieron controlar las paredes del interior de las partículas dentro de los materiales nanoporosos.
En el estudio, el profesor Choe y su equipo definieron una estrategia de autoensamblaje secuencial para sintetizar diversas formas de cristales de MOM, incluidas las MOM huecas de doble capa, basadas en la transformación de un solo cristal a un solo cristal de MOP a MOF.
Los materiales porosos se utilizan altamente como catalizadores o materiales de captura de gases porque suministran abundantes sitios activos de superficie para la reacción química. Aunque los materiales, como las zeolitas, que pueden obtenerse de la naturaleza, tienen la capacidad de actuar como catalizadores de reacciones químicas, sufrende la dificultad de controlar los tamaños y las formas de los poros.
Como una solución, los científicos han desarrollado materiales porosos autoensamblados utilizando moléculas y metales orgánicos. Los marcos metálicos orgánicos MOF y los poliédricos metálicos orgánicos MOP son ejemplos notables y ambos tienen agujeros en todas sus superficies.fácilmente en solventes químicos, mientras que los MOF son prácticamente insolubles.
"Los MOF toman la forma de una estructura tridimensional 3D, que une metales con moléculas orgánicas, mientras que los MOP se aglomeran para formar grupos más grandes", dice Jiyoung Lee, el primer contribuyente del estudio y un estudiante graduado en el master combinado.-doctoral del departamento de Química.
Según el equipo de investigación, esta estrategia sintética también produce otras formas, como las MOM huecas, con núcleo, con doble y triple matryoshka y huecas con una sola concha, exhibiendo así una evolución de la forma en las MOM.
"La mejor característica de esta técnica es que permite que dos sustancias muy diferentes coexistan dentro de un solo cristal", dice el profesor Choe. "Esta técnica también permite un mayor control sobre el tamaño y la forma del poro, que luego puede usarse pararegular la entrada y salida de moléculas "
Este enfoque sintético particular también tiene el potencial de generar nuevos tipos de materiales porosos que contienen microporos con diámetros inferiores a 2 nm, macroporos con diámetros entre 20 y 50 nm, así como poros de más de 50 nm. Dicha estructura jerárquica de poros juega un papel críticopapel durante los procesos de catálisis, adsorción y separación.
Este estudio ha sido publicado en la edición de enero de la revista científica Comunicaciones de la naturaleza . Ha sido apoyado por la National Research Foundation NRF de Corea.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Original escrito por Joo Hyeon Heo. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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