Crédito:Wiley
Costumamos dizer que um substrato se encaixa em sua enzima como uma chave em uma fechadura, mas esta metáfora é imperfeita. A ligação do substrato também pode alterar o bloqueio (a estrutura da enzima) para induzir um encaixe perfeito. No jornal Angewandte Chemie , uma equipe internacional de pesquisadores agora introduziu um não-biológico, material cristalino que demonstra comportamento de ligação de ajuste induzido quando ele pega acetileno de forma altamente seletiva (C 2 H 2 ) em seus poros.
Um efeito de ajuste induzido imitado da natureza pode ser útil para aumentar a seletividade de materiais cristalinos porosos e para lidar melhor com processos de separação difíceis ou separações de gás, por exemplo. Candidatos promissores incluem materiais feitos de moléculas ligantes orgânicas e / ou inorgânicas individuais e íons metálicos como nós. Estes poderiam ser estruturas metal-orgânicas (MOFs) ou materiais ultramicroporosos híbridos (HUMs), que são macios (menos rígidos) do que os materiais porosos clássicos como os zeólitos.
Uma equipe liderada por Susumu Kitagawa e Michael J. Zaworotko desenvolveu agora um novo tipo de HUM macio que pode mudar seus poros para permitir que as moléculas de acetileno se encaixem perfeitamente neles. O material, chamado sql-SIFSIX-bpe-Zn, liga o acetileno com força incomum e permite a separação altamente seletiva do acetileno do etileno (C 2 H 4 ), ou dióxido de carbono (CO 2 )
O acetileno de alta pureza é uma importante matéria-prima para a indústria química, inclusive na produção de plásticos, bem como microeletrônica. Os processos de produção atuais de acetileno produzem impurezas, como etileno e dióxido de carbono, que são difíceis e consomem muita energia para remover. O novo adsorvente de ajuste induzido "reconhece" o acetileno especificamente como sua molécula hóspede e altera sua estrutura reversivelmente para formar cavidades estreitas com fortes interações e alta energia de ligação para o hóspede.
Este novo HUM desenvolvido pela equipe de pesquisa da Universidade de Limerick (Irlanda), Universidade de Kyoto (Japão), Stellenbosch University (África do Sul), e a University of South Florida (Tampa, U.S.) tem uma estrutura flexível composta por ânions hexafluorossilicato, moléculas de ligação orgânica flexíveis, e íons de zinco nos nós. Conforme determinado por uma variedade de métodos analíticos e modelos de computador, as transformações observadas na presença de acetileno decorrem principalmente de interações do acetileno com os ânions inorgânicos. Isso difere de outros exemplos previamente conhecidos de ajuste induzido. Espera-se que este adsorvente tenha alta eficiência de separação e baixo consumo de energia para regeneração.
Com base no conhecimento que adquiriram, a equipe espera desenvolver mais materiais de ajuste induzido para outros tipos de moléculas convidadas que são difíceis de separar.
