Az MTA TTK Műszercentrum és a Szerves Kémiai Intézet munkatársai elsőként állítottak elő és írtak le olyan szerves molekulákból álló, nagy porozitású térhálós szerkezeteket, melyeket ionos szupramolekuláris kölcsönhatások tartanak össze (iHOF). Ezek az újonnan előállított anyagok egyesítik a MOF-ok (Metal Organic Framework) erősebb vázszerkezetének és a HOF-ok (Hydrogen bond assisted Organic Framework) finomabban hangolható szerkezetének előnyeit. A pórusos anyagok számos területen használhatók fel: elválasztásra, gyógyszerhordozónak, katalizátorként, tárolásra vagy szenzornak.
Pórusos anyagokat számos területen használnak elválasztásra, gyógyszerhordozónak, katalizátorként, tárolásra vagy szenzornak. Az un. „Metal Organic Framework” (MOF ) esetén a porózus vázat fémionokhoz kötött szerves molekulák alkotják, melyek háromdimenziós térhálót hoznak létre. Hasonló porózus vázszerkezeteket lehet kialakítani csak szerves molekulákból is. A „Covalent Organic Framework” (COF) üreges szerkezeteket kovalens kötések tartják össze. Előnyük, hogy a molekulák közötti kölcsönhatás erős és a váz nagy stabilitású, azonban hátránynak tekinthető, hogy a váz nehezen alakítható. A kutatások középpontjába ezért olyan porózus vázszerkezetek kerültek, amelyekben a molekulákat gyengébb másodlagos kötőerők (pl. hidrogén hidak) tartják össze (HOF – „Hydrogen bond assisted Organic Framework”). Ez rugalmasabban, finomabban hangolható szerkezetek előállítását teszi lehetővé, hátrányuk viszont, hogy a gyengébb másodlagos kölcsönhatások kisebb stabilitást eredményeznek. Az irodalomban leírt MOF és COF vegyületek többségében a vázalkotó vegyület semleges töltésű, azonban ismertek olyanok is, amelyekben a vázat töltéssel rendelkező molekulák alkotják (ionic –i: iMOF, iCOF). Egy ionos szerves vegyületcsaládot vizsgálva elsőként írtunk le olyan iHOF szerkezeteket, amelyekben töltéssel rendelkező molekulák Coulomb kölcsönhatása stabilizálja a nagy porozitású vázat. A szerves molekulát intramolekuláris kölcsönhatások teszik merevvé, melyek szupramolekuláris kölcsönhatások (a halogenid ion és az aromás rendszer közötti, valamint hidrogén híd) kialakulásával szerveződnek vázszerkezetté. Az üregek a kristály térfogatának 30-40%-át teszik ki, amelyekben oldószermolekulák foglalnak helyet rendezetlenül. Ezek az újonnan előállított anyagok egyesítik a MOF-ok erősebb vázszerkezetének és a HOF-ok rugalmasabb, hangolhatóbb szerkezetének előnyeit. A pórusos vázszerkezetet többféle elrendeződésben (különböző módosulatokban) is sikerült előállítani.
A cikk itt érhető el.
További információ: May Nóra, MTA TTK, Műszercentrum, Kémiai Krisztallográfia Kutatólaboratórium, www.chemcryst.hu