p Químicos da UCLA e da Coreia do Sul relatam a "porosidade final de um nanomaterial, "alcançando recordes mundiais de porosidade e capacidade de armazenamento de dióxido de carbono em uma importante classe de materiais conhecida como MOFs, ou estruturas metal-orgânicas. p MOFs, às vezes descrito como esponjas de cristal, têm poros - aberturas em nanoescala que podem armazenar gases que geralmente são difíceis de armazenar e transportar. A porosidade é crucial para compactar grandes quantidades de gases em pequenos volumes e é uma propriedade essencial para a captura de dióxido de carbono.

p A pesquisa pode levar a uma energia mais limpa e à capacidade de capturar as emissões de dióxido de carbono que prendem o calor antes que atinjam a atmosfera e contribuam para o aquecimento global. aumento do nível do mar e aumento da acidez dos oceanos.

p A pesquisa será publicada no dia 23 de julho na edição impressa da revista. Ciência e atualmente está disponível na edição online antecipada da revista.

p "Estamos relatando a porosidade final de um nanomaterial; acreditamos que este seja o limite superior ou muito próximo do limite superior de porosidade em materiais, "disse o autor sênior do jornal, Omar Yaghi, um professor de química e bioquímica da UCLA e membro do California NanoSystems Institute (CNSI) na UCLA e do UCLA-Department of Energy Institute of Genomics and Proteomics.

p "A porosidade é uma maneira de fazer muito com pouco, "disse Yaghi, que detém a cadeira Irving e Jean Stone em Ciências Físicas da UCLA e dirige o Centro de Química Reticular do CNSI. "Em vez de ter apenas a superfície externa de uma partícula, fazemos pequenos orifícios para aumentar drasticamente a superfície. "

p Com o autor principal Hiroyasu (Hiro) Furukawa, co-autor Jaheon Kim e colegas, Yaghi relata sobre dois materiais que não apenas quebram o recorde de porosidade, mas faça isso por uma margem extremamente grande. Os materiais são MOF-200, feito na UCLA por Furukawa, um pós-doutorado no laboratório de Yaghi, e MOF-210, feito na Universidade Soongsil de Seul, na Coreia do Sul, por Kim, um professor de química e ex-aluno de pós-graduação no laboratório de Yaghi, e colegas.

p "Fizemos avanços não apenas incrementais com MOFs, "disse Yaghi, cuja pesquisa se sobrepõe à química, ciência e engenharia de materiais. "O que é especial sobre o MOF-200 e o MOF-210 é que eles estão se aproximando do limite do que você pode obter em um material. Podemos projetar estruturas melhores, mas não serão fáceis de fazer. "

p Inventado por Yaghi no início da década de 1990, MOFs são como andaimes feitos de hastes interligadas, com poros em nanoescala que têm o tamanho certo para reter dióxido de carbono. Os componentes dos MOFs podem ser alterados quase à vontade, e o laboratório de Yaghi fez várias centenas de MOFs, com uma variedade de propriedades e estruturas.

p Desde 1999, MOFs detêm o recorde de ter a maior porosidade de qualquer material. MOFs podem ser feitos de ingredientes de baixo custo, como óxido de zinco, um ingrediente comum em protetor solar, e tereftalato, que é encontrado em garrafas plásticas de refrigerante.

p Yaghi descobriu a chave para fazer estruturas altamente porosas, que ele e colegas relataram no jornal Natureza em 2004 (MOF-177 quebrou o recorde anterior de porosidade, realizado desde 1999 pelo MOF-5 de Yaghi) e em Ciência em 2005. Desde então, os químicos estão em uma corrida para criar áreas de superfície cada vez mais altas para os materiais, com a maior porosidade.

p Agora Yaghi, Furukawa e Kim criaram MOFs com o dobro da porosidade do MOF-177, três vezes a porosidade do MOF-5 e 10 vezes a porosidade do material mais poroso antes de 1999. Isso significa que agora eles podem armazenar duas vezes mais gás do que em 2004, um enorme aumento.

p "Se eu pegar um grama de MOF-200 e desvendá-lo, cobrirá muitos campos de futebol, e esse é o espaço que você tem para os gases se reunirem, "Yaghi disse." É como mágica. Quarenta toneladas de MOFs equivalem a toda a área de superfície da Califórnia.

p "Este é apenas o começo dos MOFs, " ele disse, "porque agora podemos ver a plataforma de materiais sobre a qual podemos construir. Na ciência, atingir o limite por experiência é magnífico, e agora podemos testar as propriedades desses materiais para várias aplicações. Os requisitos para tornar um material viável para a captura de dióxido de carbono são alta capacidade e alta seletividade. Nós relatamos antes como obter alta seletividade para o dióxido de carbono; agora estamos mostrando como obter alta capacidade. As aplicações industriais estão sendo implantadas ou, em certos casos, estão em processo de desenvolvimento. Muitas empresas estão trabalhando no desenvolvimento de MOFs. "

p Por exemplo, BASF, uma empresa química global com sede na Alemanha, faz grandes quantidades de MOFs, que são vendidos pela Sigma-Aldrich, uma empresa de ciências da vida e alta tecnologia.

p Yaghi, Furukawa e Kim também relatam em Ciência um recorde para a capacidade de armazenamento de dióxido de carbono. MOF-200 e MOF-210 absorvem a maior quantidade de hidrogênio, metano e dióxido de carbono, por peso, já alcançados.

p Em 12 de fevereiro deste ano, Yaghi, Hexiang Deng, estudante de pós-graduação da UCLA, Furukawa e colegas da UCLA relataram em Ciência a criação de um "gene" sintético que poderia capturar as emissões de dióxido de carbono.

p O dióxido de carbono está poluindo a atmosfera da Terra e danificando os recifes de coral e a vida marinha - impactos que são irreversíveis em nossa vida, Yaghi disse.

p Com a nova pesquisa, agora é possível desenvolver o gene sintético com MOF-200 e MOF-210, dando-lhe uma área de superfície muito maior.

p "MOFs são uma classe de materiais incomparável a qualquer outra, "Yaghi disse." MOFs estão entre a maior classe de materiais já feitos, em número, variedade e diversidade de composição. "

p Furukawa, que trabalhou no laboratório de Yaghi por sete anos, obteve seu Ph.D. da Universidade de Tóquio.

p "Hiro descobriu uma maneira de evacuar completamente o solvente que, de outra forma, preencheria os buracos, que permitiu o acesso à porosidade, "Yaghi disse." Essa foi a mágica. "

p Aprendendo com 'As the World Turns' e 'Three's Company'

p Quando Furukawa veio para os Estados Unidos com uma bolsa de estudos no Japão, ele quase não falava inglês.

p Yaghi, um dos maiores cientistas do mundo, relembra sem constrangimento como assistiu "As the World Turns" e "Days of Our Lives" para aprender inglês quando veio da Jordânia para Nova York aos 15 anos.

p "Quando eu peguei Hiro, "Yaghi disse, "Eu pensei, 'Ele não tem idéia do mundo em que está entrando' - América ou meu laboratório. Eu disse para ele, 'Não vou falar com você até que você compre uma pequena TV e assista novelas todos os dias; Eu quero que você aprenda inglês. ' A maneira como aprendi inglês foi lendo o jornal com um dicionário e sublinhar palavras que eu não entendia. Quase todas as outras linhas tinham uma palavra sublinhada que eu procurei, mas você aprende muito rápido. Eu assistia novelas, também. Eu costumava voltar correndo para o meu quarto da escola para ver o que acontecia. As histórias não acontecem muito rápido; é quase como fazer pesquisa. "

p Furukawa seguiu o conselho de Yaghi e assistiu a reprises de "Three's Company".

p "Não consegui entender no começo, " ele disse, "mas depois, foi fácil de seguir. "

p Como Yaghi decide quais alunos aceitar em seu laboratório?

p "Você tem que olhar nos olhos deles e ver se há paixão e energia, "Yaghi disse." A habilidade técnica deve ser combinada com a habilidade de aproveitar seu potencial e elevar sua mente. "

p Furukawa freqüentemente funciona até as 4 da manhã, frequentemente em seu computador em casa.

p "Quando eu quero terminar algo, Eu gosto de continuar trabalhando, " ele disse.

p "A melhor coisa que aprendi com o professor Yaghi, "Furukawa disse, "não é química, mas sim a sua maneira de pensar. Quando entrei para o seu grupo, Fiquei muito surpreso porque nunca vi no Japão um professor que pensasse como ele. Ele publica apenas resultados excepcionais. É por isso que ele é o líder do campo. Ele nos motiva a encontrar avanços, novos conceitos e recordes mundiais. A experiência de trabalhar em seu laboratório definitivamente melhorou minha mente e meu processo de pensamento. "