Een onderzoeksteam onder leiding van de Hokkaido University in Japan heeft een poreus materiaal geconstrueerd dat zeer stabiel is en van kleur verandert wanneer het wordt blootgesteld aan zure damp. Er wordt aangenomen dat dit het eerste gerapporteerde geval is van een waterstofgebonden organisch raamwerk dat van kleur verandert als reactie op zuur. De bevindingen staan ​​beschreven in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Chemici werken aan de ontwikkeling van poreuze materialen gemaakt van organische moleculen met structuren met goed gedefinieerde openingen die gassen kunnen scheiden en opslaan. Dergelijke materialen kunnen ook worden gebruikt in elektronische apparaten en sensoren.

Vooral, onderzoekers onderzoeken hoe ze materialen kunnen maken met behulp van moleculen die aan elkaar zijn gebonden door waterstofbruggen, bekend als waterstofbindende organische raamwerken (HOF's). HOF's zijn hoogkristallijn, flexibel, en regenereerbaar, waardoor ze aantrekkelijke kandidaten zijn. Maar ze kunnen ook kwetsbaar zijn en uit elkaar vallen.

Ichiro Hisaki, een chemicus aan het onderzoeksinstituut voor elektronische wetenschap van Hokkaido University, samen met Anderrazak Douhal, een fotofysicus aan de Universiteit van Castilla La Mancha, Spanje en hun collega's ontwikkelden een zeshoekig raamwerk, genaamd CPHATN-1a, en vond een verrassend kenmerk:het verandert van kleur van geel in roodbruin wanneer het wordt blootgesteld aan een zure oplossing of zure damp. Wanneer de zure oplossing of damp wordt verwijderd, hetzij door verwarming of verdamping van de omgeving, de HOF keerde terug naar zijn oorspronkelijke gele kleur.

De onderzoekers hebben vastgesteld dat de kleurverandering wordt veroorzaakt door protonen die worden toegevoegd aan stikstofatomen in de verbinding, die het spectrum van geabsorbeerd licht verschuift.

Aanvullende tests hebben aangetoond dat CPHATN-1a extreem stabiel is, behoud van zijn poreuze structuur bij temperaturen tot ten minste 633 Kelvin (359 C). Het robuuste materiaal was ook bestand tegen verwarmde, gewone organische oplosmiddelen, inclusief chloroform, ethanol en water, zijn structuur behouden in plaats van op te lossen of uiteen te vallen.

"De huidige resultaten zouden een deur openen om nieuwe poreuze materialen te ontwikkelen met responsiviteit op stimuli, " noteren de onderzoekers. "Deze kunnen worden gebruikt bij het maken van nieuwe sensoren of voor de visualisatie van minuscule chemische reacties."