Não os chame de rígidos:estruturas metálicas orgânicas mostram flexibilidade inesperada

Estruturas metálicas orgânicas (MOFs) são uma classe de materiais que vêm ganhando muita atenção nos últimos anos devido às suas potenciais aplicações em diversos campos, como armazenamento de gás, catálise e distribuição de medicamentos. Uma das principais propriedades dos MOFs é a sua porosidade, que lhes permite armazenar e liberar gases e líquidos. No entanto, os MOFs têm sido tradicionalmente considerados bastante rígidos, o que limitou as suas aplicações potenciais.

Um novo estudo publicado na revista Nature Materials mostrou que alguns MOFs são bastante flexíveis. Essa flexibilidade poderia permitir que os MOFs fossem usados ​​em uma ampla gama de aplicações, como sensores e atuadores.

O estudo foi conduzido por uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley. Os pesquisadores usaram uma técnica chamada difração de raios X in situ para estudar a estrutura de um MOF chamado MIL-53(Al) quando ele foi exposto a diferentes gases. Eles descobriram que o MOF passou por mudanças estruturais significativas à medida que a pressão do gás aumentava.

Essas descobertas podem ter um grande impacto no desenvolvimento de novos MOFs para diversas aplicações. Ao compreender a flexibilidade dos MOFs, os pesquisadores podem projetar materiais com as propriedades desejadas para aplicações específicas.

O que são MOFs?

MOFs são uma classe de materiais compostos de íons metálicos e ligantes orgânicos. Os íons metálicos são normalmente conectados aos ligantes orgânicos por ligações de coordenação, que são ligações químicas fortes que se formam entre um íon metálico e um ligante. A estrutura MOF resultante é uma rede porosa que pode armazenar e liberar gases e líquidos.

Os MOFs têm uma série de vantagens sobre outros materiais porosos, como carvão ativado e zeólitas. Eles são altamente personalizáveis, o que significa que podem ser projetados para ter propriedades específicas para aplicações específicas. Eles também são muito estáveis, o que significa que podem suportar condições adversas.

Aplicações de MOFs

Os MOFs têm uma ampla gama de aplicações potenciais, incluindo:

* Armazenamento de gás:MOFs podem ser usados ​​para armazenar gases como hidrogênio, metano e dióxido de carbono. Isto poderia ajudar a reduzir a nossa dependência dos combustíveis fósseis e a mitigar os efeitos das alterações climáticas.
* Catálise:MOFs podem ser usados ​​como catalisadores para uma variedade de reações químicas. Isso poderia levar ao desenvolvimento de novos medicamentos, materiais e combustíveis.
* Entrega de medicamentos:os MOFs podem ser usados ​​para entregar medicamentos a partes específicas do corpo. Isso poderia melhorar a eficácia dos medicamentos e reduzir os efeitos colaterais.
* Sensores:MOFs podem ser usados ​​como sensores para uma variedade de gases e líquidos. Isso poderia ser usado para detectar poluentes ambientais, explosivos e outros materiais perigosos.

O futuro dos MOFs

A descoberta de que alguns MOFs são flexíveis poderia abrir uma nova gama de aplicações para estes materiais. Ao compreender a flexibilidade dos MOFs, os pesquisadores podem projetar materiais com as propriedades desejadas para aplicações específicas. Isto poderá levar ao desenvolvimento de novos medicamentos, materiais e combustíveis e ajudar-nos a enfrentar alguns dos desafios que o mundo enfrenta hoje.