Wetenschappers van Trinity College Dublin en AMBER, het door de Science Foundation Ierland gefinancierde materiaalwetenschappelijk onderzoekscentrum gehost in Trinity College Dublin, hebben 'moleculaire kooien' gecreëerd die de efficiëntie van het omzetten van moleculen in chemische reacties kunnen maximaliseren, en die in de toekomst mogelijk ook worden gebruikt als sensoren en medicijnafgiftemiddelen. De kooien kunnen worden verpakt met verschillende moleculen, waarvan vele een specifieke taak of functionaliteit hebben. ongelooflijk, een theelepel poeder met deze kooien zorgt voor een groter intern oppervlak om de reactiviteit en opslagcapaciteit te vergroten dan zou worden geleverd door een heel voetbalveld (4000 m ² /G).

Dit enorme intrinsieke oppervlak ten opzichte van het gewicht van de structuur in combinatie met de oplosbaarheid biedt een grote belofte voor energieconversie, terwijl de structuurblauwdruk (hol, met subkooien) maakt het mogelijk om verschillende moleculen discreet in te sluiten. Dit laatste kenmerk is essentieel bij het vergroten van het potentiële gebruik van deze 'metaal-organisch-organische veelvlakken' (MOP), omdat het betekent dat materialen zo kunnen worden verpakt dat ze alleen reageren als zich specifieke omstandigheden voordoen.

Een voorbeeld hiervan is bio-sensing en medicijnafgifte, met een biologisch signaal dat nodig is om een ​​chemische reactie op gang te brengen. Bijvoorbeeld, een medicijn zou kunnen worden ingekapseld in een van deze MOP's in de wetenschap dat het alleen op de specifieke doellocatie zou worden vrijgegeven, waar een specifiek biologisch molecuul de afgifte ervan zou activeren.

De onderzoekers achter de doorbraak, die zojuist is gepubliceerd in een toonaangevend internationaal tijdschrift Natuurcommunicatie , hopen ook lichtactieve poreuze, metaal-organische materialen voor gebruik in groene energie. De droom zou zijn om een ​​molecuul te maken dat licht eenvoudig kan gebruiken om energie om te zetten - in wezen de manier waarop planten energie produceren via fotosynthese nabootsen.

Professor in de chemie aan het Trinity College Dublin, en onderzoeker in AMBER, Wolfgang Schmitt, leidde het onderzoek. Hij zei:"We hebben in wezen een moleculaire 'kolf' of beter 'spons' gemaakt die verschillende moleculen kan vasthouden totdat een specifieke reeks omstandigheden ze tot leven wekt."

"Moleculaire structuren van het holle kooitype hebben veel wetenschappelijke aandacht getrokken vanwege deze kenmerken, maar naarmate het aantal potentiële toepassingen is gegroeid en de doelsystemen en -omgevingen complexer worden, vooruitgang wordt belemmerd door het ontbreken van structuren met voldoende grote binnenholtes en oppervlakten."

"De MOP die we zojuist hebben gemaakt, is een van de grootste ooit gemaakt, bestaande uit een aantal interne subkooien, het verstrekken van tal van verschillende bindingsplaatsen. De compartimenten van nanoformaat kunnen mogelijk de reactiviteit en eigenschappen veranderen van moleculen die zijn ingekapseld in de besloten binnenruimten en, als zodanig, deze kooien kunnen worden gebruikt om verschillende chemische reacties te bevorderen. Dus, deze moleculen hebben het potentieel om biologische enzymen na te bootsen."

Het tijdschriftartikel beschrijft de structuur van het nieuwe kooimolecuul, die is samengesteld uit 36 ​​koperatomen en is opgebouwd uit 96 afzonderlijke componenten.