Imagem de microscopia eletrônica de varredura de um vidro MOF. Crédito:Shane Telfer, Instituto MacDiarmid de Materiais Avançados e Nanotecnologia, Instituto de Ciências Fundamentais, Massey University, Nova Zelândia
Pesquisadores da agência científica nacional da Austrália, CSIRO, fazem parte de uma colaboração internacional que fez um grande avanço que pode mudar a forma como os gases, líquidos e produtos químicos são coletados e filtrados pela indústria.
O trabalho do grupo acaba de ser publicado em Nature Communications . Eles descobriram que é possível derreter um material avançado chamado Estruturas Metálicas Orgânicas (MOFs) em um revestimento fino chamado "vidro poroso", mantendo muitas das incríveis características de filtragem dos MOFs.
Isso potencialmente abre uma nova maneira de aproveitar MOFs em escala industrial.
A coautora do artigo, Dra. Cara Doherty, disse:"Esta pesquisa pode ajudar a mover MOFs para a indústria dominante, desencadeando uma nova onda de inovação industrial e avanço tecnológico. Embora existam mais de 20, 000 tipos diferentes de MOFs, apenas sete estão disponíveis comercialmente. Nosso objetivo é mudar isso. "
Normalmente encontrado em pó ou pastilha, MOFs contêm milhões de poros semelhantes a esponjas microscópicas. Muitos, na verdade, têm a maior área de superfície de qualquer substância conhecida. Uma única colher de chá de força de MOFs pode ter a mesma área de superfície de um campo de futebol. Esses poros microscópicos podem ser usados para armazenar, separado, proteger e sentir moléculas.
Os pesquisadores descobriram que, mesmo quando derretidos em vidro poroso, os MOFs podem reter 70 por cento dos poros e 60 por cento da área de superfície interna que tinham na forma de pó.
"Usando um fino, revestimento de MOFs nanoporosos em vez de grânulos ou pó volumosos, podemos agora usar MOFs em uma escala antes inimaginável ", Dr. Doherty disse.
Um revestimento MOFs poderia, por exemplo, eventualmente, transformar pesquisas anteriores no uso de MOFs para filtrar água potável ou extrair lítio em uma realidade industrial.
Os métodos de produção atuais de vidro poroso são complexos, difícil e resulta em grandes tamanhos de poros. Essa nova pesquisa também pode levar a uma maneira mais simples de produzir vidro poroso melhor; um material encontrado em eletrodos, cromatografia, dispositivos médicos, dessecantes, revestimentos e membranas.
CSIRO co-autores, Dra. Cara Doherty, O Dr. Aaron Thornton e a Dra. Anita Hill - Diretora Executiva do grupo Future Industries da CSIRO - estavam entre os 20 pesquisadores de todo o mundo que contribuíram para o artigo.
Dr. Hill disse:"É ótimo ver uma verdadeira colaboração internacional como esta em ação, especialmente para trabalhar ao lado de colegas como o Dr. Thomas Bennett, da Universidade de Cambridge. Bem como seu trabalho com Cambridge, Thomas também ocupa um cargo de cientista visitante na CSIRO. "
O envolvimento do Dr. Bennett, e a colaboração entre cientistas australianos e da Universidade de Massey no projeto, foi possível graças a uma concessão do MBIE Catalyst do governo da Nova Zelândia.
Onze universidades e organizações de pesquisa do Reino Unido, Dinamarca, Eslovênia, China, Turquia, e a Nova Zelândia estiveram envolvidas na pesquisa.
CSIRO é mundialmente reconhecido por seu trabalho em MOFs, com mais de 100 artigos, 20 patentes, vários prêmios de alto nível e uma extensa história de parcerias no setor.