Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são compostos de micromateriais exclusivos que consistem em uma rede semelhante a uma esponja de íons metálicos ou clusters ligados entre si por ligantes orgânicos, e são capazes de armazenar moléculas de gás específicas em seus poros. MOFs têm uma área de superfície tão alta devido à sua porosidade que um único grama do material tem área de superfície suficiente para cobrir o tamanho de um campo de futebol!

Essas super esponjas são usadas na pesquisa e na indústria para separar e armazenar gases em bolsos feitos sob medida, permitindo seu uso no armazenamento de gás, separações, e detecção. Ao contrário dos materiais porosos tradicionais, Os MOFs podem ser modificados conforme a necessidade; em teoria, sua estrutura pode ser controlada por meio da seleção cuidadosa dos componentes do processo de síntese. Mas na prática, este processo é desafiado pelas condições sintéticas restritas e alta sensibilidade térmica e química dos MOFs. Uma alternativa atraente é a modificação pós-sintética (PSM) de MOFs.

Liderando uma equipe de cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST), Coréia, O professor Jinhee Park abordou esta questão com o objetivo duplo de dar grupos funcionais desejados aos MOFs e introduzir orifícios "mesoscópicos" (maiores do que microscópicos), que melhoram a cinética de adsorção. Professor Park diz, "Acreditamos que este tipo de estudo pode facilitar o uso de MOFs como um material chave em áreas relacionadas ao meio ambiente e energia."

O PSM através da formação de ligações carbono-carbono tem sido historicamente difícil devido à falta de condições de reação adequadas que mantenham as estruturas MOF. Os cientistas introduziram ligações estáveis ​​de carbono-carbono convertendo ligações existentes de carbono-hidrogênio usando temperaturas elevadas e adicionando "haletos orgânicos eletrofílicos ou compostos de carbonila, "permitindo a introdução simultânea dos grupos funcionais necessários, bem como dos orifícios mesoscópicos.

Professor Park diz, "Esses resultados confirmam a capacidade do protocolo PSM duplo de introduzir as alterações desejadas em MOFs enquanto gera mesoestruturas altamente porosas." Esta técnica pode melhorar potencialmente a segurança dos trabalhadores em ambientes fechados, ambientes cheios de gás, como na indústria nuclear, e fornecer um método mais economicamente viável de armazenamento e purificação de gás.