p Uma equipe de bioengenheiros da Universidade de Illinois deu uma nova olhada em uma ferramenta antiga para ajudar a caracterizar uma classe de materiais chamada estruturas metálicas orgânicas - MOFs, para abreviar. MOFs são usados ​​para detectar, purificar e armazenar gases, e poderia ajudar a resolver algumas das energias mais desafiadoras do mundo, desafios ambientais e farmacêuticos - eles podem até mesmo puxar moléculas de água diretamente do ar para fornecer alívio da seca. p A equipe de pesquisa, liderado pelo professor de bioengenharia Rohit Bhargava, está usando imagens químicas infravermelhas para examinar e otimizar a estrutura dos MOFs. Embora tenha existido por mais de uma década, A imagem IR é muito subutilizada na análise de materiais. Os pesquisadores descobriram que, com algumas modificações para melhorar a velocidade da análise, é a ferramenta perfeita para esta aplicação. Suas descobertas são publicadas no Journal of Physical Chemistry Letters .

p MOFs são cristais porosos em escala microscópica criados a partir de íons metálicos unidos por moléculas orgânicas chamadas ligantes. Embora sejam minúsculos, eles têm uma capacidade de absorção imensa.

p "Os poros permitem que os MOFs funcionem como pequenas esponjas que podem absorver produtos químicos, como produtos farmacêuticos e gases, "disse Sanghamitra Deb, um pesquisador de pós-doutorado no Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada da U. de I.

p "A estrutura e química precisas dos MOFs influenciam muito sua funcionalidade, "disse Prabuddha Mukherjee, um cientista de pesquisa do Beckman Institute. "Portanto, a caracterização detalhada é essencial para determinar seu melhor uso. "

p Os métodos tradicionais usados ​​na análise da ciência dos materiais, como microscopia eletrônica de alta potência e espectroscopia, não combine percepções químicas com a resolução espacial de imagens IR, os pesquisadores disseram, portanto, eles podem fornecer apenas medições químicas médias.

p Os MOFs se formam por cristalização de uma solução, e não há como controlar totalmente sua estrutura ou química. "Essa falta de controle deixa muito espaço para a formação de defeitos, e os métodos tradicionais de caracterização apenas nos dizem que há um defeito, mas não podem identificar a localização específica, "Mukherjee disse.

p "A imagem infravermelha nos permite ver a química e a estrutura em um tiro, "disse Ayanjeet Ghosh, um pesquisador de pós-doutorado com o Instituto Beckman. "Podemos resolver estruturas em alguns mícrons e determinar sua composição química em áreas de poucos mícrons, entender como e por que os espectros mudam em função do espaço, e faça isso com uma única análise. "

p A imagem IR também oferece uma escala de escala única para trabalhar, disseram os pesquisadores.

p "Não precisamos ver em escala atômica, como muitos métodos de microscopia eletrônica de alta potência oferecem, "Deb disse." Nessa escala, levaria muito tempo para verificar dispositivos feitos com MOFs, que normalmente têm cerca de um milímetro ao quadrado de tamanho. "

p Finalmente, muitas das outras técnicas tradicionais são destrutivas, o que significa que uma vez analisado com um método, a amostra não pode ser examinada com nenhuma ferramenta adicional. "Podemos ser capazes de detectar uma aberração na química por meio de espectroscopia, mas não temos a oportunidade de ver onde o defeito realmente existe usando outro método porque a amostra agora se foi, "Ghosh disse." Com imagens de infravermelho, podemos fazer as duas coisas ao mesmo tempo. "

p "Este uso exclusivo de uma técnica mais antiga, mas com nova instrumentação, nos permite determinar rapidamente a qualidade e a melhor aplicação para MOFs específicos de uma forma não destrutiva - algo que nenhum outro grupo foi capaz de fazer, "Mukherjee disse.

p O grupo prevê que essa técnica seja usada com outros dispositivos feitos em condições semelhantes, bem como usos fora do domínio da ciência dos materiais.