Imagem da estrutura orgânica de ligação de hidrogênio criada CPHATN- (TCB) (à esquerda), e sua versão ativada, CPHATN-1a (direita). Crédito:Hisaki I. et al., Estruturas orgânicas ligadas a hidrogênio responsivas a ácido, Jornal da American Chemical Society , 7 de janeiro, 2019
Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Hokkaido no Japão construiu um material poroso que é muito estável e muda de cor quando exposto ao vapor ácido. Acredita-se que este seja o primeiro caso relatado de uma estrutura orgânica ligada por hidrogênio mudando de cor em resposta ao ácido. Os resultados são descritos no Jornal da American Chemical Society .
Os químicos estão trabalhando para desenvolver materiais porosos feitos de moléculas orgânicas que possuem estruturas com aberturas bem definidas que podem separar e armazenar gases. Esses materiais também podem ser usados em dispositivos eletrônicos e sensores.
Em particular, pesquisadores estão investigando como fazer materiais usando moléculas unidas por pontes de hidrogênio, conhecido como estruturas orgânicas de ligação de hidrogênio (HOFs). HOFs são altamente cristalinos, flexível, e regenerável, que os tornam candidatos atraentes. Mas eles também podem ser frágeis e se desintegrar.
Ichiro Hisaki, um químico do Instituto de Pesquisa de Ciência Eletrônica da Universidade de Hokkaido, junto com Anderrazzak Douhal, um fotofísico da Universidade de Castilla La Mancha, A Espanha e seus colegas desenvolveram uma estrutura em forma de hexágono, chamado CPHATN-1a, e encontrou um atributo surpreendente - muda de cor de amarelo para marrom-avermelhado quando exposto a uma solução ácida ou vapor de ácido. Quando a solução ácida ou vapor é removido, seja por aquecimento ou evaporação ambiente, o HOF voltou à sua cor amarela original.
O CPHATN-1a recém-criado é mostrado em seu estado original com uma cor amarela (à esquerda). Depois de ser exposto a uma solução ácida, o composto mudou sua cor para vermelho escuro (centro), revertendo para sua cor original após a solução se dissipar (direita). Crédito:Hisaki I. et al., Estruturas orgânicas ligadas a hidrogênio responsivas a ácido, Jornal da American Chemical Society , 7 de janeiro, 2019
Os pesquisadores determinaram que a mudança de cor é causada pela adição de prótons aos átomos de nitrogênio dentro do composto, que muda o espectro da luz absorvida.
Testes adicionais revelaram que CPHATN-1a é extremamente estável, mantendo sua estrutura porosa em temperaturas de pelo menos 633 Kelvin (359 C). O material robusto também resistiu ao aquecimento, solventes orgânicos comuns, incluindo clorofórmio, etanol e água, retendo sua estrutura em vez de se dissolver ou quebrar.
"Os resultados atuais abririam uma porta para o desenvolvimento de novos materiais porosos com responsividade a estímulos, "observam os pesquisadores." Eles poderiam ser usados na criação de novos sensores ou para a visualização de reações químicas minuciosas. "
