Очень пористые кристаллы ищут для множества промышленного применения от хранения метана и водорода в топливных элементах к очистке нефти. Теперь исследователи сообщают о большинстве пористых кристаллов все же – с площадью поверхности, эквивалентной что 17 теннисных кортов в каждом грамме материала.
Это – больше, чем улучшение с пятью теннисными кортами по сравнению с предыдущим лучше всего.Промышленность, как правило, полагалась на пористые полезные ископаемые, названные цеолитами с 1930-х.
Кристаллы имеют тенденцию иметь поры ограниченной формы и размера, однако, и являются трудными настроить. Одно препятствие в строительстве более просторных кристаллов придумывает не переплетающиеся молекулярные стандартные блоки. Углы пустых кубов, например, вторгаются друг в друга, заполняя интерьеры кубов.Углеродные структуры формы трилистника, с другой стороны, могут быть устроены, чтобы не наложиться, химик Омар Яги из Мичиганского университета, Анн-Арбор, и коллеги сообщают в выпуске 5 февраля Природы.
Для проектирования стандартных блоков для их кристаллов, они выбрали форму, которая выставит как можно больше кристаллических атомов к порам внутри – одна мера площади поверхности. Эти вычисления предположили, что кристаллы, построенные из треугольных подъединиц, каждый сделанный из четырех шестиугольных углеродных колец, будут иметь большую площадь поверхности и все же будут относительно легки синтезировать. Они связали подъединицы с группами ацетата цинка для создания лесов, пронизанных широкими каналами, затем впитали кристаллы в различных больших органических молекулах для испытания их губчатости и способности сортировать размером.«Это – основное синтетическое достижение», говорит химик Рауль Лобо из университета Делавэра в Ньюарке. «Что является действительно крупным рогатым скотом, [только] о каждом атоме, выставлен молекулам в порах», по сравнению с половиной или меньше в цеолитах, говорит он.
Он добавляет, что кристалл мог бы служить защитным слоем для органических светодиодов или действовать как решето для отделения больших наркотиков и других органических молекул, чем в настоящее время практично. «Заявления на эту вещь отчасти бесконечны», говорит химик Кристофер Кэхилл из Университета имени Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия, Выбирая правильную молекулу компоновщика между подъединицами, мог привести к еще более просторным кристаллам или дать им другие полезные химические свойства, говорит он.