3d van der Waals Open Frameworks signalisieren eine neue Ära in porösen Materialien

Forscher der Universität Kyoto haben einen erheblichen Fortschritt in der Materialwissenschaft erzielt, indem sie die weltweit ersten dreidimensionalen Van der Waals Open Frameworks (WAAFS) entwickelt haben. Diese Innovation stellt die konventionelle Überzeugung in Frage, dass die Wechselwirkungen zwischen Van der Waals zu schwach sind, um für offene Gerüstmaterialien zu schwachen und ihr Potenzial für stabile und hochporöse Materialien zu demonstrieren.

Veröffentlicht in NaturchemieDie Studie präsentiert eine Strategie unter Verwendung von oktaedrischen Metall-organischen Polyeder (MOPS) als Bausteine ​​zum Bau von WAAFs. Diese Rahmenbedingungen weisen eine hohe thermische Stabilität, eine außergewöhnliche Porosität und eine reversible Montage auf und öffnen neue Wege für Anwendungen in der Gasspeicherung, -trennung und -katalyse.

WAAFs verwenden Van der Waals-Wechselwirkungen, die zuvor als zu schwach angesehen wurden, um robuste dreidimensionale Rahmenbedingungen zu bilden. Diese Strukturen halten ihre Integrität bei Temperaturen von bis zu 593 K und erreichen Oberflächen von mehr als 2.000 m2/g, was sie für verschiedene industrielle Anwendungen sehr stabil und effizient macht.

Darüber hinaus können WAAFs in Lösung zerlegt und wieder zusammengesetzt werden, was skalierbare Produktion und Recyclingfähigkeit ermöglicht, eine Funktion, die ihre Praktikabilität verbessert. In Anbetracht ihrer einstellbaren Porosität und chemischen Stabilität versprechen WAAFs ein erhebliches Versprechen für Gasspeicher, Kohlenstoffeinfangen, Wasserernte und katalytische Anwendungen.

Professor Shuhei Furukawa vom Institut für integrierte Zellmaterialwissenschaften (ICEMs) der Universität Kyoto betonte den breiteren Einfluss dieses Durchbruchs und stellte fest: „Unsere Forschung stellt die langjährige Annahme, dass Van-Deals-Kräfte zu schwach sind, um stabile Rahmenbedingungen zu konstruieren. Durch sorgfältige Supramolecular-Design, die gezeigt sind, dass Van-Deals zu schwach sind, um zu konstruieren.

Herr Shun Tokuda, leitender Forscher der Studie, fügte hinzu: „Diese Entdeckung definiert die Designprinzipien poröser Materialien neu und zeigt einen neuen Ansatz für die Materialtechnik, der sowohl Skalierbarkeit als auch Recyclierbarkeit ermöglicht. WAFS bietet eine innovative Lösung für die Gasabteilung, die Lagerung und darüber hinaus.“