الكيميائيين خبز الكعك شجرة الجزيئية

طرق بديلة للتحضير ل MOFs: الطبقات ، لا يحرك

مبدأ التصنيع الجديد من MOFs RUB
قراءة بصوت عال

المركبات العضوية المعدنية (MOF) هي حاويات للأغراض العامة للكيمياء. مثل الجرف على مقياس ذري ، فإنها تمتص الجزيئات الأخرى ، والسماح لمجموعة متنوعة من التطبيقات. تبعًا للشعار: طبقي ، غير مُقلب ، طور الكيميائيون الألمان الآن طريقة توليفية جديدة تتيح لهم إنشاء صناديق مالية جديدة تمامًا وأكثر تعقيدًا.

يتم تداول المواد المسامية في الصناعات الكيماوية بشكل حار: تتراوح تطبيقاتها من حفاضات الأطفال الماصة إلى الحفازات عالية الأداء أو الخزانات الفعالة للغازات والسوائل. لذلك ، يعمل الباحثون في جميع أنحاء العالم على إنتاج ما يسمى بـ MOFs (للأطر المعدنية العضوية) ، والتي تتكون من عدة مكونات.

من الحفاض إلى سيارة خلية الوقود

يمكنك أن تتخيل وزارة المالية مثل نظام رفوف صغير ، حيث تصنع الألواح والدعامات من جزيئات خاصة. يمكن تخزين المواد في الأجزاء الفردية ، على سبيل المثال جزيئات الغاز. ومن المثير للاهتمام أن هناك جزيئات أكثر تندرج في الخزان المملوء بـ MOF أكثر من داخل الخزان الفارغ: في الأرفف ، ترتبط الجزيئات بالألواح وتتقارب معًا. هذا يجعل من MOFs مثيرة للاهتمام ، على سبيل المثال ، لتطوير السيارات التي تعمل بخلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تضمين الأجزاء النانومترية المعدنية في الأرفف الفردية ، وهكذا يصبح السطح المغطى بـ MOF مستشعرًا.

تراجع حمام بدلا من خلاط

عادة ، يتم تصنيع مواد MOF ببساطة عن طريق خلط مادتين من البداية ثم معالجتها عند درجات حرارة أعلى - على غرار الخبز. كجزء من التعاون ، قام الكيميائيون بقيادة البروفيسور كريستوف فول والأستاذ رولاند فيشر من جامعة روهر بوخوم بتطوير طريقة جديدة لإنتاج الصناديق المالية.

في هذه الحالة ، لا يتم خلط المواد الأولية ، ولكن المواد الحاملة مغمورة على التوالي في حلول مختلفة للمواد الفردية. "يمكنك أن تتخيل ذلك مثل خبز كعكة الشجرة" ، يوضح ويل. "لا يتم تحريك العجينة كالمعتاد ثم يتم تحميصها ، ولكن يتم تطبيقها في طبقات - لذلك يمكن الجمع بين أنواع لا حصر لها من العجين في الكعكة." العرض

إنتاج روايات مالية ممكنة

يسمح تكرار هذه الخطوات بإنتاج طبقات متجانسة للغاية في عملية طبقة تلو الأخرى. كان مفاجأة للباحثين أن الجودة الهيكلية لهذه الطبقات عالية جدا. في بعض الحالات ، يتم تجاوز الجودة الهيكلية للنتائج التي تم الحصول عليها باستخدام الطريقة التقليدية.

يقول فيشر: "الأهم من ذلك ، هو أن العملية تمكننا من إنتاج أنواع جديدة تمامًا من MOFs". المزيد من المكونات وترتيب محدد للطبقات الفردية ينتقل إلى عالم الممكن.

اليوم ، يمكن للكيميائيين من بوخوم تطبيق ما يصل إلى 100 طبقة لبعضهم البعض. يبلغ سمك الطبقة الكلية حوالي 100 نانومتر ، وهو ما يكفي لطلاء أسطح المستشعر.

(RUB ، 15.01.2008 - NPO)