Een team van onderzoekers verbonden aan zowel de University of California-Berkeley als het Kavli Energy Nanoscience Institute van UC, heeft een nieuw covalent organisch raamwerk (COF) ontwikkeld met behulp van boor en fosfor, een die hogere connectiviteit mogelijk maakt dan die nu in gebruik zijn. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun werk bij het overwinnen van de beperkingen van de geometrie van koolstofbindingen in COF-architecturen en hoe dit leidde tot de ontwikkeling van een geheel nieuwe klasse COF's.

COF's zijn organische vaste stoffen met unieke structuren waardoor ze kunnen worden gebruikt als bouwstenen om structuren bruikbaar te maken voor bepaalde toepassingen, zoals waterstof- of methaanopslag. Maar zoals de onderzoekers opmerken, onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen waarbij COF's betrokken zijn, zijn achtergebleven bij die voor metalen organische raamwerken, voornamelijk vanwege de geometrie van koolstofbindingen in COF-architecturen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om boor en fosfor te gebruiken om enkele van die beperkingen te overwinnen.

Het werk omvatte de ontwikkeling van een borofosfonzuurlinker met een boorgroep die aan het ene uiteinde van een fenylring kon worden toegevoegd - aan het andere uiteinde van de ring, ze voegden verschillende leden van een fosforgroep toe. Vervolgens dompelden ze de resultaten onder in een oplossing die een gecontroleerde reactiesnelheid mogelijk maakte terwijl deze werd verwarmd. Het resultaat was de creatie van een COF gemaakt van herhalende zelfassemblerende borofosfaatkubussen - elk gemaakt van acht linkers. De kubussen kunnen vervolgens worden gebruikt als bouwstenen om complexe assemblages te maken. De onderzoekers merken op dat elke kubus kan worden gebruikt als basis voor het toevoegen van nog eens acht kubussen. En ze merken ook op dat vanwege de aard van de obligaties, de kubussen kunnen worden gebruikt om herhalende structuren van kubussen te creëren door de hoeveelheid water te manipuleren die vrijkomt tijdens de reactie. Testen toonden aan dat de kubussen thermisch stabiel waren, ook, tot 500 graden C.

De onderzoekers beweren dat het nieuwe soort COF's de reikwijdte vergroot van wat er in het algemeen met COF's kan worden gedaan, wat suggereert dat ze zullen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe soorten structuren voor gebruik in een breed scala aan toepassingen.

© 2020 Wetenschap X Netwerk