Wetenschappers uit Spanje en de VS hebben een ongekend metaal-organisch-framework (MOF) gesynthetiseerd dat een perfect lineaire overbruggingsketen bevat die een mooie gelijkenis vertoont met een 14-eeuws islamitisch mozaïek van het Alhambra-paleis in Granada (Spanje).

MOF's zijn een hot topic in wetenschappelijk onderzoek. Als een illustratief voorbeeld van hun relevantie, in 2017, naar schatting worden er elk jaar 6000 nieuwe MOF's gepubliceerd. MOF's laten een breed scala aan potentiële toepassingen zien op veel belangrijke gebieden, zoals opslag van brandstoffen (waterstof en methaan), opvang van kooldioxide, katalyse, luminescentie, elektrische geleidbaarheid en biotechnologie.

Al deze eigenschappen komen voort uit hun intrinsieke porositeit en veelzijdigheid. Inderdaad, MOF's zijn moleculaire materialen gevormd door metaalionen gebrugd door organische liganden, waardoor op grootte afstembare structurele holtes worden gecreëerd om gastmoleculen te absorberen en te fungeren als zeer specifieke moleculaire vaten met verschillende absorptiemogelijkheden.

Hoe dan ook, het verkrijgen van nieuwe samenstellingen of nieuwe synthetische methoden met als doel het verkrijgen van gerichte specifieke eigenschappen voor hun uiteindelijke technologische toepassing, is nog steeds een echte uitdaging voor wetenschappers.

Dr. José Sanchez Costa van IMDEA Nanociencia in Madrid en zijn collega's begonnen met het synthetiseren van nieuwe uitgebreide op triazool gebaseerde liganden met als doel het verkrijgen van grote holtes gekoppeld aan metaalcentra die vatbaar kunnen zijn voor het bereiken van een van de meest fascinerende moleculaire schakelbare processen genaamd spin-crossover . Daarvoor construeerden ze de MOF met behulp van deze liganden samen met ijzer- en fluoride-ionen en ontdekten dat het ijzer-fluor overbruggingsketens bevatte met opmerkelijke lineariteit. Het onderzoek is gepubliceerd in Chemische communicatie en gemarkeerd in Chemistry World.

MOFS en mozaïeken

De onderzoekers benadrukten ook een ander interessant kenmerk van de structuur van de MOF:het lijkt op een 14e-eeuws islamitisch mozaïek in het Alhambra-paleis in Granada, Spanje.

Een mozaïek is een ontwerp samengesteld uit kleine stukjes keramiek, glas, stenen of andere materialen. Deze kunnen ofwel worden georganiseerd in exacte geometrische vormen of worden gemaakt van meer lukrake en gebroken stukken. Er is wereldwijd enorm veel onderzoek gedaan naar mozaïektegels, en ze zijn een bron van veel onderwijsvakken in wiskunde en kunst.

De Nederlandse kunstenaar M.C. Escher werd door deze stukken geïnspireerd na een bezoek aan het Alhambra-paleis in Granada (Spanje) en dat resulteerde in zijn publicatie uit 1958 "Regular Division of the Plane, " waarin hij de systematische opbouw van wiskundige bruggen beschreef. Vandaag, de Escher-technieken worden gebruikt om patronen te maken met tegels die, door geometrische bewegingen toe te passen, verschillende mozaïeken maken.

De auteurs leggen uit dat de echte mozaïekpatroon van deze nieuwe mozaïekachtige MOF "voornamelijk voortkomt uit een ongebruikelijke rotatie van het centrale metalen equatoriale coördinatievlak langs de eendimensionale richting." Met deze studie, Sanchez Costa et al. hebben aangetoond dat deze moderne materialen mooie distributies kunnen hebben, net als de middeleeuwse paleismozaïeken.