Modos de ligações C – H ··· N em Py abrir ⊃MeCN e diagramas de empacotamento de cristal de Pyopen⊃MeCN. (A) Desenhos que representam os modos de ligações C – H ··· N em Py abrir ⊃MeCN. (B a E) Representações de CPK dos diagramas de empacotamento de cristal de Py abrir ⊃MeCN. Contornos laranja indicam os telhados e pisos ligados por C – H ··· N em Py abrir ⊃MeCN [(B) e (C)], e contornos roxos tracejados indicam a parede conectada ao telhado e ao piso [(B), (C), e (E)]. Crédito:(c) Ciência (2018). DOI:10.1126 / science.aat6394
Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições no Japão desenvolveu um material feito de apenas uma única molécula que se autoforma em uma rede que pode se autocurar e armazenar gases. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve a síntese da molécula aromática, que carrega uma casca externa simétrica.
Os pesquisadores observam que a maioria dos materiais porosos são feitos de ligantes e unidades de conexão - estruturas metálicas orgânicas são um exemplo. Essas estruturas são frequentemente desenvolvidas de forma personalizada para permitir o armazenamento de outro material, como o hidrogênio, nos poros. A desvantagem dessa abordagem é a infinidade de opções disponíveis, o que requer que os pesquisadores dediquem algum tempo à avaliação da estrutura ideal. Neste novo esforço, os pesquisadores relatam o desenvolvimento de um novo material poroso feito de uma única molécula sintetizada. Eles afirmam que é possível criar um complexo, tipo útil de material sem um conjunto complexo de blocos de construção.
A molécula que a equipe fez tinha uma camada externa simétrica, dando-lhe uma forma semelhante a uma hélice. Consistia em três partes polares de dipiridilfenil ligadas a um mesitileno médio não polar. Na presença de isopropanol ou acetonitrila, ele se reunia automaticamente em uma rede que era mantida unida por ligações de hidrogênio (não clássicas). Os pesquisadores observaram que as ligações eram mais fracas do que as ligações de hidrogênio normais, mas eram estáveis até 202 ° C. Eles ainda observam que outros cristais de finalidade semelhante começam a se degradar em temperaturas de 130 ° C. Acima do ponto estável, os poros no cristal começaram a entrar em colapso, fazendo com que o material se tornasse não poroso - sugerindo um meio de entregar um material que estava segurando. Interessantemente, os pesquisadores descobriram que os poros podem ser regenerados resfriando o material e tratando-o com vapor de acetonitrila - uma forma de autocura.
Os pesquisadores observam que a molécula de formato estranho serve como um ligador e conector, permitindo a criação de uma rede porosa simples em um material. Eles observam também que os braços da hélice têm funções diferentes - de paredes, do telhado ao chão - poros com cerca de 6Å de largura que oferecem um tamanho capaz de abrigar gás nitrogênio ou solventes.
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