Uma equipe internacional de pesquisadores sintetizou recentemente estruturas orgânicas covalentes baseadas em poliariléter, o material poroso cristalino mais estável já registrado. O time, que inclui Yushan Yan da Universidade de Delaware e Qianrong (Frank) Fang da Universidade de Jilin, um ex-pesquisador de pós-doutorado com Yan na UD, descreveram seus resultados na revista científica internacional Química da Natureza .

Alguns materiais agem como peneiras e permitem que as moléculas passem por seus poros. Esses materiais, conhecido como peneiras moleculares, são úteis em muitos processos industriais, especialmente nos setores químico e de energia. Eles podem ser usados ​​para remover contaminantes da água. Eles também receberam atenção para possíveis aplicações na indústria aeroespacial, Transporte ferroviário, fabricação de automóveis e muito mais, Mas por enquanto, suas aplicações têm sido limitadas por sua instabilidade sob condições extremas.

Yan, o Distinto Professor de Engenharia do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular, tem investigado materiais porosos cristalinos, como o zeólito, desde sua pesquisa de doutorado no início dos anos 1990. Ele ganhou o prêmio Donald Breck, o maior prêmio da International Zeolite Association em 2010 por seu trabalho em filme fino de zeólito. Quando Fang se juntou ao seu grupo em 2009, a dupla começou a explorar uma classe emergente de materiais porosos cristalinos chamados estruturas orgânicas covalentes, que estão ligados por ligações covalentes, mostrar grande promessa, mas às vezes são limitados pelos produtos químicos disponíveis e sua instabilidade em condições adversas, como ácidos e bases fortes.

Yan e Fang foram os primeiros a fazer estruturas orgânicas covalentes usando uma ligação estável de carbono-nitrogênio (imida) e desde então, primeiro na UD e depois na Universidade de Jilin depois que Fang deixou a UD para assumir uma posição de prestígio no corpo docente na China, tem trabalhado para desenvolver estruturas orgânicas covalentes baseadas em ligações carbono-oxigênio. Eles previram que esses materiais seriam estáveis ​​- se ao menos eles pudessem fazê-los.

Para fazer isso, eles fizeram estruturas de poliéter, um plástico de engenharia altamente estável. Ao projetar cuidadosamente os esqueletos com base em novas ligações estáveis, eles fizeram um material que era mais estável do que qualquer outro de seu tipo.

"Assim que tiver a ligação carbono-oxigênio, este material poroso é estável em ácido forte, bases fortes, e oxidantes fortes, "disse Yan. As estruturas também são estáveis ​​até 400 graus Celsius." Entre os materiais cristalinos porosos, orgânico ou inorgânico, este é o mais estável. "

Para a próxima etapa, a equipe de pesquisa fez estruturas orgânicas covalentes baseadas em poliariléter que podiam peneirar resíduos de antibióticos da água em um pH que varia de 1 a 13.

No papel, o grupo de pesquisa concluiu:"Esses COFs [estruturas orgânicas covalentes] estáveis ​​são uma plataforma perfeita para a preparação de materiais funcionais que podem ser usados ​​em ambientes químicos extremos."