Еластичен, порест кристал може да расте при поискване, за да улови повече молекули

Сподели

Инженерите от колежа Дартмут са разработили нова кристална структура, която може да се разтегне до два пъти по-голям размер, когато срещне специфичен химикал. Екипът казва, че материалът може да се използва за селективно абсорбиране на примеси във водата.

Кристалът на основата на въглерод принадлежи към клас материали, известни като порести органични рамки. Както подсказва името, тези материали са направени от органични молекули като въглерод, кислород и азот, смесени с по-силни молекули в скеле, пълно с пори. Чрез улавяне на молекули в тези пори, тези материали могат да се използват за абсорбиране на замърсители от въздуха или водата, за доставяне на лекарства в тялото или за улесняване на химичните реакции.

Тези видове материали (и подобни метални органични рамки) са добре проучени, но за новата работа екипът добави допълнителна функция. Те са изградени в „меки стави“, направени от клъстери от бисулфатни аниони, които обикновено се отблъскват един друг, но в тази структура те се държат на място чрез взаимодействия с други молекули. Въпреки това, когато се появи определен химикал, тези взаимодействия се нарушават и анионите се отблъскват отново. Това кара кристала да се разширява, разкривайки повече пори, които могат да абсорбират повече от целевите молекули.

Екипът тества материала, като поставя кристалите в разтвор на фенол и установява, че те се разширяват до повече от два пъти дължината си в рамките на 20 минути. Когато фенолът беше почистен от тях, те се свиха обратно до първоначалния си размер за около 10 минути.

„Да видиш как кристалът се разширява и свива до такава степен е забележително“, казва Ченфън Ке, водещ автор на изследването. “Представете си диамант, който се държи като гумена лента.”

Изследователите казват, че новите разширяеми порести органични рамки биха могли да направят по-ефективни нанофилтри, като растат, за да събират повече от специфична молекула.

Изследването е публикувано в списанието Chem.

Източник: Дартмутски колеж чрез Eurekalert

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели