Des chercheurs de l’Université de Kyoto ont réalisé une progression importante de la science des matériaux en développant les premiers cadres ouverts à trois dimensions de Van der Waals au monde (WAAFS). Cette innovation remet en question la croyance conventionnelle selon laquelle les interactions de van der Waals sont trop faibles pour les matériaux de cadre ouverts, démontrant leur potentiel de matériaux stables et hautement poreux.
Publié dans Chimie de la natureL’étude présente une stratégie utilisant des polyèdres métal-organiques octaédriques (MOPS) comme blocs de construction pour construire des WAAF. Ces cadres présentent une stabilité thermique élevée, une porosité exceptionnelle et un assemblage réversible, ouvrant de nouvelles avenues pour des applications dans le stockage, la séparation et la catalyse du gaz.
Les WAAF utilisent les interactions van der Waals, qui étaient auparavant considérées comme trop faibles, pour former des cadres tridimensionnels robustes. Ces structures maintiennent leur intégrité à des températures allant jusqu’à 593 K et atteignent des surfaces dépassant 2 000 m2 / g, ce qui les rend très stables et efficaces pour diverses applications industrielles.
De plus, les WAAF peuvent être démontés et réassemblés en solution, permettant la production et la recyclabilité évolutives, une caractéristique qui améliore leur praticité. Compte tenu de leur porosité réglable et de leur stabilité chimique, les WAAF sont prometteurs significatifs pour le stockage du gaz, la capture du carbone, la récolte de l’eau et les applications catalytiques.
Le professeur Shuhei Furukawa de l’Institut pour les sciences intégrés de matériaux cellulaires (ICEMS) de l’Université de Kyoto a souligné l’impact plus large de cette percée, déclarant: « Nos recherches remettent en question l’hypothèse de longue date que les forces de van der Waals sont trop faibles pour construire des cadres stables. applications. «
M. Shun Tokuda, chercheur principal de l’étude, a ajouté: « Cette découverte redéfinit les principes de conception des matériaux poreux, présentant une nouvelle approche de l’ingénierie des matériaux qui permet à la fois l’évolutivité et la recyclabilité. Les WAAF offrent une solution innovante pour la séparation, le stockage des gaz et au-delà. »
Plus d’informations:
Frameworks ouverts en trois dimensions Van der Waals, Chimie de la nature (2025). Doi: 10.1038 / s41557-025-01777-0