A porosidade é a chave para materiais de alto desempenho para sistemas de armazenamento de energia, tecnologias ambientais ou catalisadores. Quanto mais poroso for um material de estado sólido, mais líquidos e gases ele é capaz de armazenar. Contudo, uma infinidade de poros desestabiliza o material. Em busca dos limites de estabilidade de tais estruturas, pesquisadores da Faculdade de Química da TU Dresden quebraram um recorde mundial:o DUT-60 é uma nova estrutura cristalina com a superfície específica mais alta do mundo e o volume de poro específico mais alto (5,02 cm ^3g-1 ) medido até agora entre todos os materiais de estrutura cristalina conhecidos.

A área de superfície específica descreve a soma de todos os limites da superfície de um material:os externos visíveis, assim como os poros internos:90,3 por cento do DUT-60 é volume livre. A estrutura metal-orgânica (MOF) pode adsorver grandes quantidades de gás, e, portanto, é capaz de armazenar quantidades colossais de gases ou filtrar gases tóxicos do ar. "Materiais com superfícies específicas tão altas quanto essas podem mostrar fenômenos novos e inesperados, "explica Stefan Kaskel da TU Dresden." Se você imaginar a superfície interna de um grama de zeólita como um plano, área plana, cobriria cerca de 800 metros quadrados. O grafeno chegaria a quase 3.000 metros quadrados. Um grama de DUT-60 atingiria uma área de 7.800 metros quadrados. "

O material foi desenvolvido por métodos computacionais e posteriormente sintetizado. Existem apenas alguns compostos de baixa densidade que são mecanicamente estáveis ​​o suficiente para serem acessíveis aos gases sem entrar em colapso. "Demoramos cinco anos desde o desenvolvimento computacional até o produto puro DUT-60, "diz o Prof. Kaskel." Devido à sua produção muito complicada, o material é mais caro do que ouro e diamantes, e até agora só pode ser sintetizado em pequenas quantidades de no máximo 50 miligramas por lote. ”O antigo recorde mundial foi detido pelo material NU-110 publicado por Omar Farha, Northwestern University, em 2012:Seu volume de poro de 4,40 cm ^3g-1 é significativamente menor do que o novo detentor do recorde. O DUT-60 marca um passo importante na investigação dos limites superiores de porosidade em materiais porosos cristalinos, e estimula o desenvolvimento de novos métodos para determinar superfícies internas.

Dentro da Unidade de Pesquisa DFG FOR2433, O Prof. Kaskel e seus parceiros estão trabalhando intensamente na produção de novos materiais porosos que podem mudar suas estruturas de forma dinâmica e ajustar os tamanhos dos poros de forma adaptativa. "Além disso, estamos trabalhando em aplicações de materiais porosos nas áreas de armazenamento de gás, pesquisa ambiental, catálise, baterias e filtragem de ar. Aqui em Dresden, também estamos produzindo estruturas metálicas orgânicas em uma escala de vários quilos. Eles podem ser encomendados no Centro de Materiais de Dresden. "