De nouveaux matériaux poreux pour le captage des gaz
Les solides moléculaires poreux constituent une alternative intéressante aux matériaux nanostructurés. Ces composés organiques sont personnalisables au niveau de la taille des pores et des groupes fonctionnels qui en tapissent l'intérieur, ils peuvent donc atteindre une très grande sélectivité. En outre, les changements dynamiques de la structure moléculaire peuvent également être exploités. Le projet POMOS (Synthesis and characterization of porous molecular solids), financé par l'UE, s'est intéressé aux calixarènes et aux cyclopeptides formant des cavités capables de retenir de petites molécules ou ions, créant un système hôte-invité. Ces deux composés organiques macrocycliques peuvent servir de blocs de base pour des dispositifs fonctionnant à partir des interactions gaz-solide. Les calixarènes ont déjà été utilisées pour fabriquer des matériaux nanostructurés, alors que les cyclopeptides sont relativement inexplorés. Dans ce contexte, les chercheurs ont synthétisé et caractérisé de nouveaux composés à base de calixarènes et de cyclopeptides en utilisant la diffraction de rayons X sur monocristal et poudre. Les scientifiques ont testé l'adsorption de gaz par les composés à base de calixarènes, dans une cellule à gaz pressurisée et hors conditions ambiantes. Ils ont ainsi pu examiner les interactions entre l'hôte et la molécule contenue, avec une résolution au niveau des atomes, afin de mieux comprendre les mécanismes de l'adsorption. Ils ont obtenu des données grâce au rayonnement synchrotron et à la diffraction de neutrons réalisés dans de grandes installations européennes. Plus précisément, les rayonnements monochromatiques de haute intensité disponibles dans l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) ont permis aux scientifiques de réaliser in situ une diffraction X sur monocristal et poudre. Les méthodologies de POMOS pour la fabrication et la caractérisation de matériaux poreux moléculaires seront essentielles à la mise au point de nouveaux dispositifs pour de détecter, séparer et stocker des gaz. Ces dispositifs sont d'un très grand intérêt commercial sur un important marché mondial.
Mots‑clés
Matériaux poreux, captage des gaz, POMOS, calixarènes, cyclopeptides
