Metaal-organische raamwerken (MOF's) zijn unieke micromateriaalverbindingen die bestaan ​​uit een sponsachtig netwerk van metaalionen of clusters die met elkaar zijn verbonden door organische linkers, en kunnen specifieke gasmoleculen in hun poriën opslaan. MOF's hebben zo'n groot oppervlak vanwege hun porositeit dat een enkele gram van het materiaal voldoende oppervlak heeft om de grootte van een voetbalveld te bedekken!

Deze supersponzen worden gebruikt in onderzoek en industrie om gassen te scheiden en op te slaan in op maat gemaakte zakken, waardoor ze kunnen worden gebruikt in gasopslag, scheidingen, en voelen. In tegenstelling tot traditionele poreuze materialen, MOF's kunnen naar behoefte worden aangepast; in theorie, hun structuur kan worden gecontroleerd door een zorgvuldige selectie van de componenten van het syntheseproces. Maar in de praktijk, dit proces wordt uitgedaagd door de beperkte synthetische omstandigheden en de hoge thermische en chemische gevoeligheid van MOF's. Een aantrekkelijk alternatief is de post-synthetische modificatie (PSM) van MOF's.

Leiding geven aan een team van wetenschappers van het Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), Korea, Professor Jinhee Park benaderde dit probleem met het dubbele doel van het geven van gewenste functionele groepen aan MOF's en het introduceren van "mesoscopische" (groter dan microscopische) gaten, die de adsorptiekinetiek verbeteren. Professor Park zegt, "Wij zijn van mening dat dit soort onderzoek het gebruik van MOF's als belangrijk materiaal op milieu- en energiegerelateerde gebieden kan vergemakkelijken."

PSM door de vorming van koolstof-koolstofbindingen is historisch moeilijk geweest vanwege het ontbreken van geschikte reactieomstandigheden die de MOF-structuren behouden. De wetenschappers introduceerden stabiele koolstof-koolstofbindingen door bestaande koolstof-waterstofbindingen om te zetten met behulp van verhoogde temperaturen en "elektrofiele organische halogeniden of carbonylverbindingen, " waardoor gelijktijdige introductie van de vereiste functionele groepen en de mesoscopische gaten mogelijk is.

Professor Park zegt, "Deze resultaten bevestigen het vermogen van het dual-PSM-protocol om gewenste wijzigingen in MOF's te introduceren en tegelijkertijd zeer poreuze mesostructuren te genereren." Deze techniek zou de veiligheid van werknemers in gesloten, met gas gevulde omgevingen zoals in de nucleaire industrie, en zorgen voor een meer economisch haalbare methode voor gasopslag en -zuivering.