Cientistas da Universidade de São Petersburgo, da Universidade de Ciência e Tecnologia Sirius e da Universidade Acadêmica de São Petersburgo sintetizaram as menores estruturas metal-orgânicas de tamanho nano para detectar íons de metais pesados ​​na água. Os resultados e resultados dos experimentos e descrição das propriedades dos cristais são publicados em Nanomateriais .
Polímeros metal-orgânicos, ou estruturas metal-orgânicas (MOFs), são cristais compostos de íons metálicos interligados por moléculas orgânicas, ou seja, ligantes orgânicos. Várias concentrações de íons metálicos e ligantes orgânicos podem ser usadas para sintetizar materiais com diferentes estruturas e propriedades. MOFs são amplamente utilizados para projetar sensores eletroquímicos como catalisadores de reação na indústria química ou aditivos propulsores.

Alguns dos MOFs são MOFs luminescentes. Eles emitem luz causada por raios UV, campo eletromagnético ou outros distúrbios. MOFs luminescentes são usados ​​ativamente como componentes de LED e termômetros luminescentes. Além disso, eles são usados ​​no diagnóstico de câncer. MOFs luminescentes também são usados ​​como sensores luminescentes para poluentes.

Os químicos da Universidade de São Petersburgo sintetizaram os menores cristais nanométricos pelo método de química úmida assistida por ultrassom. Eles foram sintetizados por uma mistura lenta de soluções aquosas de tereftalato de sódio e cloreto de európio usando o método de química úmida assistida por ultrassom, precipitados na forma de um sólido policristalino. A ultrasonicação garantiu uma melhor mistura da solução, retardou o crescimento das partículas, impediu a agregação das micropartículas e resultou na formação de micropartículas individuais.

Os cientistas sintetizaram partículas de vários tamanhos. O tamanho médio das partículas pode ser igual a 8 nm até centenas de micrômetros. Hoje, o tetrahidrato de tereftalato de európio(III) (Eu₂ bdc₃ ·4H₂ O) nanopartículas de estruturas metal-orgânicas são os menores cristais MOF baseados em terras raras de tamanho nano.

"Não esperávamos que uma diminuição de duas vezes na concentração de reagentes pudesse levar à redução de tamanho para vários pedidos. Presumivelmente, esse efeito pode ser devido ao complexo de európio-tereftalato 1:1. Isso pode acelerar o processo de crescimento das partículas. Anteriormente, , os cientistas poderiam sintetizar partículas nanométricas de tereftalato que eram iguais a 40 nm ou até mais. Conseguimos sintetizar partículas com tamanho cinco vezes menor", disse o chefe da pesquisa, professor associado do Departamento de Química do Laser em São Petersburgo. Universidade e Doutor em Química Andrey Mereshchenko.

O método desenvolvido para sintetizar nanopartículas pode contribuir positivamente para a nanotecnologia e a química de coordenação. Usando este método, podemos sintetizar nanopartículas de outros MOFs. Os experimentos também relataram a extinção seletiva da luminescência por íons de metais pesados. Como resultado, as nanopartículas sintetizadas podem ser usadas como sensores para detectar íons de metais pesados ​​na água.

"Esta descoberta tem potencial para desenvolver sensores eficientes para monitorar íons de metais pesados ​​em água potável. Nossos MOFs luminescentes demonstram limites significativamente mais baixos de detecção em íons de metais pesados. Isso garantirá medições mais precisas de poluentes na água, mesmo em pequenas concentrações", disse Viktor Nosov, co-autor do artigo e estudante de Química na Universidade de São Petersburgo.

As nanopartículas relatadas também podem ser usadas como sensores luminescentes para detectar Cu ²⁺ , Cr ³⁺ e Fe ³⁺ íons em água. A presença desses metais na água representa uma ameaça para os seres humanos e animais. O acúmulo de metais pesados ​​no corpo pode afetar o metabolismo humano e levar a doenças do sistema nervoso, doenças vasculares e distúrbios digestivos. Os químicos planejam continuar a pesquisa e desenvolver um teste expresso para detectar íons de metais pesados ​​em água potável e resíduos. + Explorar mais

Domínio metálico das estruturas metálicas orgânicas