Вчені створили кристалічний матеріал здатний змінювати розмір і абсорбувати шкідливі речовини

39

Співробітники дартмутського коледжу, сша розробили нову кристалічну структуру, яка може збільшуватися в два рази при контакті з особливими хімічними речовинами. Команда стверджує, що цей матеріал може бути використаний для вибіркового поглинання домішок у воді.

Нова кристалічна структура може розширюватися при контакті з певною хімічною речовиною – як ця іграшка у вигляді сфери хобермана. Yayimages / depositphotos

Створена на основі вуглецю кристалічна структура відноситься до класу матеріалів, відомих як пористі органічні каркаси. Даний матеріал складається з органічних сполук, що містять вуглець, кисень і азот, об’єднаних в міцний пористий каркас.

Утримуючи дрібнодисперсні частинки в порах, такий матеріал може бути використаний для поглинання забруднюючих речовин з повітря або води, для доставки ліків в організм або для прискорення хімічних реакцій.

Подібні матеріали (і схожі металоорганічні каркаси) вже досить добре вивчені, але в новій роботі команда фахівців додала ще одну функцію. Вони інтегрували “м’які сполуки” з кластерів бісульфатних аніонів, які в звичайних умовах відштовхуються один від одного, але в цій структурі вони утримуються за рахунок зв’язків з іншими молекулами. Однак при появі певного реагенту, ці зв’язки порушуються, і аніони знову відштовхуються один від одного. Це змушує кристал розростатися, відкриваючи більше пір, які абсорбують більшу кількість необхідних речовин.

Фахівці протестувала матеріал, зануривши кристали в розчин фенолу c6h6o. Вони виявили, що протягом 30 хвилин кристали збільшилися в обсязі більш ніж в два рази. Коли фенол був видалений, кристали зменшилися до початкового розміру приблизно за 10 хвилин.

“спостерігати, як кристал розширюється і стискається в подібних масштабах, просто вражаюче”, – зазначає ченфенг ке, провідний автор дослідження. “уявіть собі алмаз, який поводиться як еластична стрічка”.

Дослідники кажуть, що нові розширювані пористі органічні каркаси можуть стати більш ефективними нанофільтрами, оскільки вони здатні збільшуватися і затримувати більшу кількість певних речовин.