Un equipo de investigadores coreanos, afiliados a UNIST, ha anunciado recientemente el principio de producir materiales orgánicos porosos en un abrir y cerrar de ojos, como disparar balas. Esto es similar al mecanismo de reacción química en explosivos en el que apretar el gatillo causa ladetonador para explotar.
Este avance ha sido liderado por el profesor Jong-Beom Baek en la Facultad de Energía e Ingeniería Química de UNIST. El estudio demuestra un protocolo sintético para la formación de una red orgánica porosa tridimensional 3D a través de una explosión de estado sólido decristales individuales orgánicos.
Los materiales porosos tridimensionales tienen un área de superficie alta, lo que podría ser útil para diversas aplicaciones, como soportes catalíticos, captura y almacenamiento de gases, conversión y almacenamiento de energía, optoelectrónica y semiconductores. Ejemplos típicos son zeolitas y materiales similares a las zeolitas. Sin embargo, en los últimos años, se han realizado amplios estudios para producir materiales porosos a partir de materiales orgánicos más duraderos, y utilizan un enfoque sintético para producir una red orgánica porosa en 3D en reacciones en fase líquida en presencia de solventes y / o catalizadores adecuadosSin embargo, los productos resultantes son de baja pureza y, por lo tanto, se hizo necesario un tratamiento posterior para la purificación.
En el estudio, el profesor Baek y su equipo introdujeron una nueva metodología sintética para la fabricación de una red orgánica porosa en 3D con un área superficial específica alta a través de la explosión en estado sólido de cristales individuales orgánicos que contienen moléculas cebadoras. La reacción explosiva se realiza porReacción de Bergman cicloaromatización de tres grupos enediyne en 2,3,6,7,14,15-hexaetinil-9,10-dihidro-9,10- [1,2] benzenoanthraceno HEA, que es un auto-polimerizablebloque de construcción trifuncional M3 con tres grupos enediyne que contienen un enlace doble y dos enlaces triples. En general, los materiales orgánicos sólidos pueden derretirse fácilmente cuando se aplica calor. Sin embargo, sus cristales individuales HEA recientemente desarrollados, desencadenan una reacción explosiva de Bergmany cambia rápidamente a materiales porosos 3D, sin la presencia de solvente s y catalizador s cuando se aplica calor.
"La reacción en estado sólido puede producir productos de alta pureza y, por lo tanto, el tratamiento posterior para la purificación puede no ser necesario", dice el Dr. Seo-Yoon Bae en la Escuela de Ingeniería Energética y Química, el primer autor del estudio ". Además, los productos resultantes son de alta pureza y, por lo tanto, tienen más ventajas que la solución o las reacciones en fase gaseosa ".
Los cristales individuales de HEA consisten en nueve moléculas de HEA con dos moléculas de acetona y una de agua en la red. Se libera un enorme calor exotérmico porque el punto de ebullición del agua y la acetona es bajo, según el equipo de investigación. Dado que el agua hierve a 100° C y la acetona hierve a 56 ° C, hay un aumento en las energías cinéticas entre las dos moléculas cuando se aplica calor. Por lo tanto, antes de que los cristales individuales orgánicos se derritan, las moléculas de acetona y agua cebador para desencadenar la explosión se liberan al exterior, Las moléculas de HEA en la red cristalina comienzan a reorganizarse y esto es seguido por un gran calor exotérmico explosión de pólvora.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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