Создан полимер с изменяемой пористой структурой

Международный коллектив исследователей создал новое металлоорганическое полимерное соединение на основе кобальта, которое может изменять свою структуру. Полимер оказался стабильнее и эластичнее предшественников. Такие материалы можно использовать для адресной доставки лекарств, фильтрации газов и жидкостей. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry A.

Некоторые кристаллические пористые материалы из органических и неорганических компонентов, к примеру из ионов металлов, связанных между собой органическими соединениями, обладают уникальными свойствами. В зависимости от внешних условий поры в таком соединении расширяются или сжимаются. Подобные материалы называют металлоорганическими каркасами (МОК). Размер такой структуры может достигать десятой части миллиметра. На сегодняшний день синтезировано более двадцати тысяч МОК, но лишь немногие из них обладают имеют подвижный корпус.

За счет того, что поры в таком соединении составляют до 90% объема, металлоорганические каркасы способны вмещать внутрь себя большое количество «гостевых молекул» — лекарств, газов или жидкостей. Поэтому их можно использовать для адресной доставки препаратов, хранения или очистки различных газов и жидкостей, а также в качестве компонентов биосенсоров, газовых датчиков и фильтров для ядерных отходов.

Коллектив ученых из Германии, Бельгии и России, в состав которого вошли ученые Красноярского научного центра СО РАН, создал новое соединение, которое способно изменять свою структуру. В его основе лежит кобальт — металл, который не так часто применяется для создания МОК. Оказалось, что такой металлоорганический полимерный каркас обладает уникальным свойством селективного поглощения других соединений. Например, в случае смеси газов он не будет вбирать в свои поры метан и азот. Еще одно интересное свойство этого соединения связано с тем, что он очень медленно разрушается на воздухе, из-за чего дольше находится в стабильном состоянии. Предполагается, что это может быть связано с более низкой энергией деформации и давления в материале.

«Результаты показали, что в открытом состоянии свойства у соединения с кобальтом радикально отличаются от других металлоорганических каркасов с подобной структурой. Одна из причин в том, что эта структура получается более мягкой. В дальнейшем мы планируем изучить влияние и зависимость свойств этого соединения от внешних факторов, таких как давление, нагрев и внесение различных гостевых молекул. Это позволит понять принцип работы таких полимерных материалов и в дальнейшем получить возможность проводить синтез металлоорганических каркасов с заранее заданными свойствами», — рассказывает один из авторов работы, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики им. Л. В.  Киренского Красноярского научного центра СО РАН Александр Крылов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.