Nowe materiały porowate do wychwytu gazu
Porowate molekularne ciała stałe stanowią atrakcyjną alternatywę dla materiałów nanostrukturalnych. Te związki organiczne można dostosowywać pod względem wielkości porów i grup funkcyjnych znajdujących się w porach w celu zwiększenia selektywności. Można również wykorzystać dalsze dynamiczne zmiany struktury molekularnej. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu POMOS (Synthesis and characterization of porous molecular solids) skupili się na kaliksyrenach i cyklopeptoidach, które tworzą wnęki gromadzące małe molekuły lub jony, tworząc układ gospodarz-gość. Oba te makrocykliczne związki organiczne mogą służyć jako cegiełki budulcowe urządzeń działających w oparciu o oddziaływanie gaz-ciało stałe. Kaliksareny były już z powodzeniem wykorzystywane do budowy materiałów nanostrukturalnych, lecz cyklopeptoidy zostały stosunkowo słabo zbadane. W tym kontekście, naukowcy przy wykorzystaniu dyfrakcji promieni rentgenowskich pojedynczego kryształu oraz w proszku, zsyntetyzowali i scharakteryzowali nowe związki bazujące na kaliksyrenach i cyklopeptoidach. Przy użyciu sprężonego gazu przebadano związki bazujące na kaliksyrenach pod kątem adsorpcji gazu w warunkach nietypowych. Przeprowadzone doświadczenia umożliwiły naukowcom przebadanie oddziaływań gospodarz-gość na poziomie atomowym, celem lepszego wyjaśnienia mechanizmów adsorpcji. Dane uzyskano w głównych laboratoriach europejskich, wykorzystując promieniowanie synchrotronowe i dyfrakcję neutronową. Monochromatyczne promieniowanie o wysokiej intensywności, dostępne dzięki Europejskiemu Ośrodkowi Synchrotronu Atomowego (ESRF), umożliwiło naukowcom przeprowadzenie in situ dyfrakcji promieni rentgenowskich pojedynczego kryształu oraz w proszku. Uzyskane w ramach projektu POMOS metody produkcji i badania molekularnych materiałów porowatych będą kluczowe w tworzeniu nowych urządzeń do wychwytu, oddzielania i przechowywania gazów. Na rynku globalnym urządzenia takie cieszą się niesłychanym zainteresowaniem komercyjnym.
Słowa kluczowe
Materiały porowate, wychwyt gazu, POMOS, kaliksareny, cyklopeptoidy
