Использование архитектуры небоскребов: новый дизайн улучшает пористость и структурную стабильность металлоорганических конструкций

Бурдж-Халифа, самое высокое здание в мире, построено с использованием передовых технологий строительства, позволяющих противостоять ветру, сейсмической активности и собственному весу. Среди этих методов — «система метаколонн», которая играет центральную роль в стратегическом расположении больших колонн для противодействия боковым силам, тем самым облегчая строительство такой внушительной конструкции.

Что, если эти передовые архитектурные методы можно будет применить к проектированию аппаратного обеспечения?

Металлоорганические каркасы (МОФ) представляют собой пористые материалы, образованные сочетанием ионов металлов и органических лигандов, образующие структуры, подобные строительной арматуре. Принцип проектирования MOF очень похож на архитектурное планирование.

Исследовательская группа профессора Вонёна Чо успешно синтезировала новый MOF, используя стратегию проектирования, аналогичную «Mega Frame», под названием «Стратегия объединенной сети». Включив крупные молекулы в структуру MOF, подобно тому, как колонны работают в архитектурном дизайне, они создали «структуру внутри структуры», тем самым улучшив как пористость, так и структурную стабильность. Их исследования опубликовано в журнале Передовые функциональные материалы.

Это исследование представляет собой значительный прогресс в решении постоянной проблемы стабильности материалов в традиционных MOF. Недавно разработанный MOF не только демонстрирует исключительную водостойкость и структурную целостность, но также демонстрирует превосходную водопоглощающую способность и возможность повторного использования по сравнению с ранее сообщенными MOF. Кроме того, команда успешно продемонстрировала, что водоадсорбционные свойства MOF можно точно настроить путем изменения активных центров в его структуре, тем самым улучшая его универсальность для различных применений по сорбции воды.

Юнгхе Ли, первый автор исследования, сказала: «Этот новый метод проектирования потенциально может превзойти производительность существующих MOF, значительно расширяя диапазон их применения. »

Профессор Вонён Чхве отметил: «Это исследование представляет собой прорыв в точном проектировании на молекулярном уровне. Применяя передовые архитектурные методы к молекулярным системам, мы открываем новые возможности в материаловедении. »