Российские ученые изучили особенности самосборки металлорганических полимеров различной размерности

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Самарского Государственного Медицинского университета изучили влияние растворителя на размерность и топологию координационных полимеров кобальта и никеля, образующихся в процессе самосборки методом медленной диффузии растворов. Данный подход в перспективе поможет получать металлорганические полимеры различной размерности для других металлов в мягких условиях для оптимизации процессов химической промышленности. Результаты исследования опубликованы в журнале Crystal Engineering Communications.

Среди различных перспективных подходов формирования наноструктур все большее значение приобретают нанотехнологии, использующие самоорганизацию из отдельных фрагментов, результатом которой является образование желаемой наноструктуры с заданным набором свойств. Металлоорганические каркасы координационных полимеров, как следует из их названия, построены из органических и неорганических строительных блоков. Неорганические блоки соединяются через органические (мостиковые лиганды) с образованием разнообразных архитектур. Особое внимание исследователей привлекают пористые координационные полимеры, в каркасах которых имеются регулярно расположенные полости или каналы с определенным размером, формой и внутренним окружением.

Координационные полимеры могут быть получены с использованием солей переходных металлов и сшивающих лигандов в качестве строительных блоков. Сборка координационных полимеров часто требует особых условий (например, сольватотермического синтеза), и, как следствие, такую сборку сложно контролировать, поскольку на состав и структуру образующихся комплексов влияют многочисленные внешние факторы. Химикам из Москвы и Самары удалось получить координационные полимеры различных топологий в «мягких» условиях, просто варьируя комбинации используемых растворителей, что подтвердили данные рентгеноструктурного анализа полученных монокристаллов.

«Изучение координационных полимеров различной топологии является довольно популярным направлением современной химии, и в литературе описано много способов их синтеза, однако как правило размерность получаемых полимеров сложно контролировать. Нам удалось получить 1D, 2D и 3D- координационные полимеры кобальта и никеля в мягких условиях путем медленной диффузии растворов реагирующий веществ; при этом было установлено, что размерность и топология образующихся соединений определяется комбинацией используемых растворителей. Изученные нами закономерности помогут в дальнейшем получать металлоорганические полимеры заданного строения с необходимыми свойствами», - прокомментировала исследование старший научный сотрудник Лаборатории химии координационных полиядерных соединений ИОНХ РАН, кандидат химических наук Марина Уварова.

В результате работы были получены четыре новых полиядерных соединения кобальта и никеля с анионами фуранкарбоновой кислоты и изучены их магнитные, сорбционные и термические свойства. В дальнейшем авторы планируют исследовать возможность использования разработанного подхода в других системах металлов и органических лигандов для быстрого получения металлорганических каркасов с заданной размерностью, необходимых для химической промышленности в качестве сорбентов, катализаторов и производственных мембран.