Синтетичните материали създават нов световен рекорд за най-голяма площ

Anonim

Синтетичните материали създават нов световен рекорд за най-голяма площ

наука

Адам Уилямс

11 септември 2012 г.

МОС са съставени от органични линкери, които се държат заедно от метални атоми, и това води до молекулярна клетка-подобна структура като горния модел на NU-110 (Image: Northwestern University)

Изследователи от Северозападния университет в Илинойс са разбили световен рекорд в създаването на два синтетични материала, наречени NU-109 и NU-110, които имат най-много повърхностни площи от всеки материал досега. Да се ​​направи това в перспектива: ако човек може да вземе кристал NU-110 с размер на зърно от сол и да го разгърне по някакъв начин, повърхността ще покрие работния плот. Освен това, вътрешната площ от едва един грам от новия материал ще покрие футболни полета от половин час.

Синтетичните материали NU-109 и NU-110 принадлежат към клас кристални съединения, наричани метало-органични рамки (MOFs). МФ смятат, че притежават значителен потенциал като плавателни съдове за транспортиране и съхранение на природен газ, катализатори и други химикали за устойчиви материали.

Екипът на Северозападния университет, ръководен от Омар Фара, научен сътрудник по химия във Висшето училище по изкуствата и науките в Weinberg, синтезира, характеризира и изчисли симулирано поведението на МУ-NU-109 и NU-110. Материалите се анализират, като се използва теорията Brunauer-Emmett-Teller (BET) и се установява, че измерват 7000 m2 / g. Това означава, че един килограм (2.2 lb) от новия материал съдържа вътрешна повърхност, която може да покрие седем квадратни километра (2, 7 квадратни километра) - най-високата повърхност на всеки порест материал.

Учените са получили достъп до досега недостижимата голяма площ на порьозните материали NU-109 и NU-110 MOF чрез премахване на молекулите на разтворителя, които преди това са били уловени в порите на материалите. Това се прави с помощта на техника за активиране на въглероден диоксид, която внимателно отстранява разтворителя и избягва увреждането на MOF материалите.

Изследователите вярват, че тяхната работа може да доведе до още по-нататъшен напредък в изследванията на МФ и те се стремят евентуално да надхвърлят двойното разстояние от текущата площ на материалите NU-109 и NU-110. За да се случи това, проектирането на МОФ ще изисква промяна на молекулярното ниво: МОФ се състоят от органични линкери, държани заедно от метални атоми, и това води до молекулярна клетка-подобна структура. Следователно, екипът предлага да се използват повече пространство ефективни линкери в дизайна на материала.

Хартия, описваща констатациите, озаглавени "Метало-органични рамкови материали с ултравиолетови повърхностни повърхности: Небето е лимитът?" Е публикувана на 20 август в списанието на Американското химическо дружество, а новият MOF-проектиращ и синтезиращ технологии в момента се комерсиализира от NuMat Technologies.

Източник: Северозападен университет

МОС са съставени от органични линкери, които се държат заедно от метални атоми, и това води до молекулярна клетка-подобна структура като горния модел на NU-110 (Image: Northwestern University)