Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Kontrollerer produksjonen av stabile aerogeler

Anonim

Forskere fra Kyoto Universitet har utviklet en ny tilnærming til å kontrollere produksjonen av myke, porøse materialer, overvinne en primær utfordring innen materialvitenskap.

annonse


Myke, porøse, gellignende materialer som har en stabil struktur til tross for deres små hulrom har et bredt spekter av potensielle bruksområder. Bygging av isolasjon, energilagringsenheter, luftfartsteknologi og til og med miljømessige opprydninger kan alle ha nytte av å inkorporere lyse og fleksible materialer.

Molekylære forsamlinger kalt metallorganisk polyeder (MOP) er ledende konkurrenter for disse materialene på grunn av deres interessante former og porøsitet. Men fremstilling av materialer fra disse sammenstillingene med inneboende og kontrollert porøsitet er fortsatt en utfordring.

Shuhei Furukawa fra Kyoto Universitetets institutt for integrert cellemateriale (iCeMS), med kolleger i Japan og Spania, fant en måte å kontrollere syntesen av en porøs gel gjennom selvmontering av MOPs ved hjelp av organiske linkere.

De startet med en cuboctahedral-formet MOP dannet av rhodiumatomer knyttet til sterke karboksylatbindinger, noe som gir den en høy grad av strukturell stabilitet. MOPene ble plassert i et flytende løsningsmiddel med organiske "linker" molekyler for å utløse selvmonteringsprosessen. Teamet fant at gradvis legge til linkere til løsningen og endre løsningens temperatur tillot dem å kontrollere dannelsen og størrelsen på de sfæriske partiklene som utviklet seg.

Forskerne fant at subtile endringer i reaksjonsbetingelsene i stor grad påvirket utfallet av reaksjonene. Når laget tilsatte en stor mengde linkermolekyler til rhodium MOP-løsningen ved 80 ° C og så raskt avkjølt den til romtemperatur dannet en gel. Teamet behandlet deretter gelen med superkritisk karbondioksid. Gassen erstattet væskekomponenten av gelen, noe som førte til dannelsen av et ultralett "airgel".

"Vi forutser at ved å forstå forholdet mellom molekylære geometrier og de resulterende makroskopiske former, kan et reelt fremskritt gjøres mot utviklingen av myk materie som er både permanent porøs og egnet til materialbehandling, " konkluderer forskerne i studien deres i tidsskriftet Nature Communications . Deres funn kan føre til fremstilling av myke, fleksible materialer som har permanent porøsitet, sier de.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Kyoto University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Arnau Carné-Sánchez, Gavin A. Craig, Patrick Larpent, Takashi Hirose, Masakazu Higuchi, Susumu Kitagawa, Kenji Matsuda, Kenji Urayama, Shuhei Furukawa. Selvmontering av metallorganisk polyeder i supramolekylære polymerer med egen mikroporøsitet . Naturkommunikasjon, 2018; 9 (1) DOI: 10, 1038 / s41467-018-04834-0