science >> Wetenschap >  >> Chemie

Materiaal gemaakt van een enkel molecuul vormt zichzelf tot een rooster dat zichzelf kan genezen, gassen opslaan

Wijzen van C-H···N bindingen in Py open ⊃MeCN en kristalverpakkingsdiagrammen van Pyopen⊃MeCN. (A) Tekeningen die de modi van C-H···N-bindingen in Py . weergeven open MeCN. (B tot E) CPK-representaties van de kristalverpakkingsdiagrammen van Py open MeCN. Oranje contouren geven de C–H···N-gebonden daken en vloeren in Py . aan open ⊃MeCN [(B) en (C)], en gestippelde paarse contouren geven de muur aan die is verbonden met het dak en de vloer [(B), (C), en (E)]. Krediet:(c) Wetenschap (2018). DOI:10.1126/science.aat6394

Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in Japan heeft een materiaal ontwikkeld dat is gemaakt van slechts een enkel molecuul dat zichzelf vormt tot een rooster dat zichzelf kan genezen en gassen kan opslaan. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft het synthetiseren van het aromatische molecuul, die een symmetrische buitenschaal draagt.

De onderzoekers merken op dat de meeste poreuze materialen zijn gemaakt van linkers en verbindende eenheden - metalen organische raamwerken zijn een voorbeeld. Dergelijke kaders worden vaak op maat ontwikkeld om ander materiaal, zoals waterstof, in de poriën. Het nadeel van een dergelijke benadering is de veelheid aan beschikbare opties, waarvoor onderzoekers tijd moeten besteden aan screening voor de optimale structuur. In deze nieuwe poging de onderzoekers rapporteren over de ontwikkeling van een nieuw poreus materiaal gemaakt van een enkel gesynthetiseerd molecuul. Ze beweren dat het mogelijk is om een ​​complexe, bruikbaar type materiaal zonder een complexe set bouwstenen.

Het molecuul dat het team maakte had een symmetrische buitenschil, waardoor het een vorm heeft die lijkt op een propeller. Het bestond uit drie polaire dipyridylfenyldelen die waren vastgehaakt aan een middelste niet-polaire mesityleen. In aanwezigheid van isopropanol of acetonitril, het assembleerde automatisch tot een netwerk dat bij elkaar werd gehouden door waterstofbruggen (niet-klassiek). De onderzoekers merken op dat de bindingen zwakker waren dan normale waterstofbruggen, maar stabiel waren tot 202°C. Ze merken verder op dat andere kristallen met een vergelijkbaar doel beginnen af ​​te breken bij temperaturen van 130°C. Boven het stabiele punt, de poriën in het kristal begonnen in te storten waardoor het materiaal niet-poreus werd - wat een manier suggereert om een ​​materiaal af te leveren dat het vasthield. interessant, de onderzoekers ontdekten dat de poriën konden worden geregenereerd door het materiaal af te koelen en het te behandelen met acetonitrildamp - een vorm van zelfgenezing.

De onderzoekers merken op dat het vreemd gevormde molecuul dient als een linker en connector waardoor een eenvoudig poreus netwerk in een materiaal kan worden gecreëerd. Ze merken ook op dat de armen van de propeller verschillende functies hebben:van muren, tot dak tot vloer - alle ongeveer 6 "brede poriën die een formaat bieden dat stikstofgas of oplosmiddelen kan bevatten.

© 2018 Fys.org