Pesquisadores da Universidade de Kyoto criaram um sistema controlável de temperatura, material à base de cobre para peneirar ou armazenar gases. O princípio usado para projetar o material, descrito no jornal Ciência , poderia atuar como um projeto para o desenvolvimento de materiais nanoporosos com uma ampla variedade de energia, aplicações médicas e ambientais.

Os nanomateriais porosos que são usados ​​atualmente para separação e armazenamento de gás não são ajustáveis ​​porque seus poros são persistentes e rígidos. Susumu Kitagawa, Nobuhiko Hosono, e seus colegas do Instituto de Ciências Integradas de Material Celular da Universidade de Kyoto (iCeMS) queriam encontrar uma maneira de alterar dinamicamente os tamanhos dos poros neste tipo de material.

Eles projetaram um polímero de coordenação poroso formado por átomos de cobre ligados por ligantes em forma de borboleta feitos de ácido isoftálico e fenotiazina-5, 5-dióxido. O material resultante era composto de minúsculos nanocages, cada um com oito canais salientes. Em temperaturas muito baixas, os canais que conectam os nanocages eram tão estreitos que foram efetivamente fechados. Conforme a temperatura aumentou, os canais se alargaram progressivamente, permitindo que as moléculas de gás se movam entre as gaiolas.

A equipe descobriu que um gás pode se mover ou ficar preso dentro do material, dependendo do tamanho das moléculas do gás e da largura dos canais do material em uma determinada temperatura. Eles também descobriram que o material adsorveu um gás em altas temperaturas e o reteve quando a temperatura ambiente foi aplicada, efetivamente armazenando o gás.

Além disso, quando os pesquisadores aplicaram misturas de gases ao material, eles descobriram que podiam separar os gases com base na temperatura aplicada. Por exemplo, o material adsorveu oxigênio seletivamente quando uma mistura de gases de concentrações iguais de oxigênio e argônio foi aplicada por uma hora a uma temperatura de -93 ° C e uma pressão de um bar. O material adsorveu oxigênio seletivamente mesmo quando a concentração de argônio na mistura era significativamente maior do que a do oxigênio.

"O sistema poroso apresentado que usa uma estrutura robusta com funcionalidade molecular termicamente ativa realiza a adsorção / dessorção de gás regulada por temperatura por design, em que a flexibilidade local na abertura desempenha um papel fundamental, "concluem os pesquisadores.