با تغییر «دستورالعمل» فلزی، می‌توان ویژگی‌های «مخلوط و هماهنگ» را تنظیم کرد.

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان خانواده جدیدی از مواد ایجاد کرده‌اند که رفتار آنها را می‌توان با تغییر «دستورالعمل» فلزی آن‌ها تنظیم کرد و امکان‌های جدیدی را برای استفاده‌هایی از جمله ذخیره‌سازی و سنجش گاز باز کرد.

به رهبری دانشگاه بیرمنگام، شیمیدانان یک چارچوب فلزی-آلی بسیار سازگار (MOF) ایجاد کرده‌اند که در آن اتم‌های فلز توسط مولکول‌های آلی به هم متصل می‌شوند تا ساختارهای بسیار منظمی حاوی منافذ ریز ایجاد کنند.

با انتشار اکتشاف خود در Angewandte Chemie، این تیم نشان داد که تغییر نسبت فلزات درون ماده می تواند خواصی از جمله مغناطیس، تخلخل، جذب نور و جذب CO2 را تغییر دهد.

محققان دانشگاه‌های بیرمنگام، ناتینگهام و لیمریک موادی را ایجاد کردند که می‌توانند تا 16 فلز مختلف را در یک ساختار بلوری ترکیب کنند، که بالاترین عددی است که تاکنون در یک MOF به دست آمده است.

نیل چمپنس، نویسنده مسئول، استاد دانشگاه بیرمنگام، گفت: «یافته‌های ما مسیری به سوی مواد متخلخل «قابل برنامه‌ریزی» را تأیید می‌کند، جایی که دانشمندان می‌توانند ترکیبی از فلزات را برای سنجش رفتار مغناطیسی، نوری، شیمیایی یا جذب گاز انتخاب کنند.

"توانایی پیش‌بینی اینکه فلزات خاص با چه شدتی ترکیب می‌شوند، به طور بالقوه کنترل بسیار دقیق‌تری بر مواد چند فلزی آینده ارائه می‌دهد. به جای اینکه هر بار که خواص متفاوتی می‌خواهند یک ماده کاملا جدید اختراع کنند، محققان می‌توانند به طور بالقوه "دستور العمل" فلزی را در همان ساختار زیربنایی تغییر دهند.

ترکیب و تخلخل MOFها به این معنی است که این مواد برای استفاده‌هایی از ذخیره‌سازی و جداسازی گاز گرفته تا سنجش، کاتالیز، تصویربرداری زیستی و مواد مغناطیسی مورد بررسی قرار می‌گیرند. تخلخل ویژگی ساختاری کلیدی است که فضای داخلی لازم برای تعامل MOF ها با مولکول های هدف را ایجاد می کند.

محققان ابتدا 15 نسخه مجزا از UoB-116 را ساختند و از نظر ساختاری مشخص کردند که هر کدام از فلزات کمیاب متفاوتی را در خود جای داده بود. سپس به تدریج دو، چهار، 12 و 15 فلز را در یک ساختار زیرین ترکیب کردند.

در نهایت، آنها ایندیم را برای تولید یک MOF حاوی 16 فلز مختلف به طور همزمان اضافه کردند، از جمله ایتریم، ایندیم و 14 لانتانید. UoB-116 اولین MOF گزارش شده است که فلزات را از سه منطقه مختلف جدول تناوبی (d-، p- و f-block) در یک چارچوب ترکیب می کند.

با تغییر نسبت دو فلز از 16 فلز - دیسپروزیم و لانتانیم - تیم نشان داد که تغییر این تعادل چندین ویژگی را تغییر می دهد:

MOF ها در حال حاضر به عنوان اسفنج های مولکولی سفارشی در صنایع بزرگ عمل می کنند، از جمله:

عدنان اسحاق و همکاران، چارچوب‌های فلز-آلی چند متغیره خاکی کمیاب: کنترل ترکیبی و تنظیم دارایی با شعاع کاتیونی، نسخه بین‌المللی Angewandte Chemie (2026). DOI: 10.1002/anie.5287849

اطلاعات مجله: Angewandte Chemie، Angewandte Chemie International Edition

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →