p Pesquisadores da Universidade de Liverpool e da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah relataram algumas descobertas interessantes relacionadas a estruturas metal-orgânicas (MOFs), uma classe de materiais porosos, o que poderia beneficiar uma ampla gama de processos importantes de separação de gases. p As descobertas são relatadas em dois artigos de pesquisa publicados este mês.

p Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são uma classe relativamente nova de porosos, materiais cristalinos com uma ampla gama de aplicações.

p Alguns MOFs podem atuar como uma peneira molecular, permitindo que um tipo de molécula de gás de uma mistura passe, enquanto bloqueia os outros. Por exemplo, sabe-se que alguns MOFs separam o propileno do propano, um processo importante na fabricação de plásticos de polipropileno, para os quais o propileno de alta pureza é necessário.

p Em um primeiro artigo publicado em Nature Communications , pesquisadores demonstram que, ao contrário de uma peneira de cozinha, essas peneiras moleculares tridimensionais podem alterar a forma de seus poros e sua flexibilidade é vital para esse desempenho.

p A modelagem computacional suportada por dados experimentais de raios-X indicam que, para um MOF de alto desempenho, chamado KAUST-7, as mudanças estruturais no MOF desencadeadas pela presença de propileno e moléculas de gás propano são qualitativamente diferentes e resultam em uma adsorção mais forte e transporte mais rápido de propileno, portanto, essencialmente peneirando as moléculas de propano.

p Contudo, é difícil prever quais outros tipos de MOFs possuem essa flexibilidade funcional e, portanto, também podem ser bons para uma determinada separação de gás porque o desempenho é controlado por interações moleculares específicas que são difíceis de prever ou identificar experimentalmente.

p Em um segundo artigo publicado em Físico Química Física Química , pesquisadores se concentram neste desafio.

p Eles desenvolveram uma abordagem de triagem computacional para avaliar mais de quatro mil MOFs relatados anteriormente quanto à sua flexibilidade ao agir como uma peneira molecular. Usando essa abordagem, eles identificaram os quatro principais MOFs que mostram o potencial de separar o propileno do propano - dois deles já tinham um bom desempenho, enquanto os outros dois ainda não foram testados experimentalmente para esta aplicação.

p Dr. Matthew Dyer, um professor de Química e parte do Centro de Pesquisa Leverhulme para Design de Materiais Funcionais da Universidade, disse:"Os MOFs atraíram um interesse considerável nos últimos anos e há grandes esperanças de aplicações técnicas, especialmente para MOFs flexíveis.

p "Nossa pesquisa aumenta nosso conhecimento sobre MOFs, porque alguns são capazes de atuar como peneiras e quais mostram flexibilidade.

p "Usando uma abordagem computacional, somos capazes de identificar MOFs flexíveis e essas descobertas têm o potencial de tornar o processo de purificação de gases mais eficiente em termos de energia. Isso é importante em termos de fabricação de plásticos de alta qualidade que precisam de compostos de partida puros que são comumente extraídos de subprodutos gasosos no processamento petroquímico. "

p "Essas abordagens de triagem de alto rendimento podem ser aplicadas a muitos materiais diferentes com aplicações potenciais variadas. Eles têm o potencial de mudar a maneira como encontramos materiais para atender aos desafios tecnológicos."

p O Leverhulme Center for Research Center for Functional Materials Design é um centro de pesquisa interdisciplinar que visa revolucionar o design de novos materiais. Ele reúne conhecimento químico com ciência da computação de ponta para desenvolver uma nova abordagem para o design de materiais funcionais em escala atômica.

p O artigo "A localização diferencial do hóspede pela dinâmica do hospedeiro melhora a separação propileno-propano em uma estrutura metal-orgânica" é publicado em Nature Communications .

p O artigo "Triagem de alto rendimento de estruturas metal-orgânicas para separação cinética de propano e propeno" foi publicado Físico Química Física Química .