Nanogąbki o rekordowej chłonności i porowatości
Rekord świata w chłonności i porowatości - uczonym udało się wytworzyć nanogąbki, z którymi te, wymyślone dwadzieścia lat temu, nie mogą się równać. MF-200 i MF-201 to nowe, skuteczne pochłaniacze dwutlenku węgla.
nanogąbka
Rekord świata w chłonności i porowatości - uczonym udało się wytworzyć nanogąbki, z którymi te, wymyślone dwadzieścia lat temu, nie mogą się równać. MF-200 i MF-201 to nowe, skuteczne pochłaniacze dwutlenku węgla.
To także przedstawiciele nanomateriałów zaliczanych do klasy MOF (Metal-Organic Framework) – związków zbudowanych z jonów metali lub ich grup, osadzonych na organicznym, trójwymiarowym rusztowaniu. Taka budowa gwarantuje świetną porowatość materiału – a co za tym idzie: jego chłonność. MOFsy już od jakiegoś czasu są używane do przechwytywania i magazynowania dwutlenku węgla uwalnianego do atmosfery. MF-200 i MF-201 biją zaś rekordy: pochłaniają dwukrotnie więcej CO2 niż najbardziej chłonny do tej pory nanomateriał.
Zespół z UCLA (University of California, Los Angeles) i Korei Południowej uważa, że MF-200 i MF-201 to szansa na spowolnienie efektu cieplarnianego i wyłapanie dwutlenku węgla, zanim dotrze on do atmosfery. Jednocześnie twórcy suppergąbek uważają, że wymyślone przez nich materiały zbliżają ludzi do granicy tego, co można wykonać z MOFsów. Zaznaczają, że owszem, są w stanie opracować jeszcze inne, pewnie lepsze organiczne rusztowania, ale nie będą to konstrukcje łatwe do wykonania.
Czy biorąc pod uwagę porowatość i chłonność MOFsów istnieje dziś coś lepszego od tych związków? Nie. Od lat 90-tych ubiegłego wieku materiały te są niekwestionowanymi liderami pod względem możliwości pochłaniania. Porowatość związków, które wymyślono obecnie, dziesięciokrotnie przewyższa właściwości MOFsów wytworzonych przed 1999 rokiem. Ich dodatkowym atutem jest nieograniczona wręcz zmienność – budowę MOFsów można nieomal dowolnie modyfikować. Samą zaś strukturę chemiczną wytwarzać z tanich, powszechnie dostępnych składników. Dla przykładu: MOFsy można wykonać z dostępnego „od ręki” tlenku cynku (tak na marginesie: to jeden z najlepszych środków do ochrony przeciwsłonecznej) i równie niekłopotliwego do pozyskania etylenu. MOFsy można wytwarzać z surowców poddanych recyklingowi.
Naukowcy zaangażowani w tworzenie MOF-200 i MOF-201 pracują nad porowatymi nanomateriałami już od wielu lat. Nad wytworzeniem supernanogąbek pracują nie tylko oni – zaangażowanych jest w to coraz więcej przedsiębiorstw. Dlaczego? Bo MOFsy, oprócz tego, iż tworzą jedną z największych grup materiałów chemicznych o porównywalnych właściwościach, są jednocześnie związkami, których granic potencjału tak naprawdę jeszcze nie znamy. W teorii z MOFsami ponoć prawie wszystko jest możliwe; w praktyce – będzie trudniej. Biorąc jednak pod uwagę determinację, z jaką twórcy MOF-200 – i MOF-201 podchodzą realizacji do wyznaczonych celów, wydaje się, że nie spoczną, dopóki nie osiągną w swoich eksperymentach autentycznej granicy fizycznej lub chemicznej.
Prace nad MOFs przypominają teraz swoisty wyścig z czasem i konkurencją, napędzany nagłośnieniem sprawy globalnego ocieplenia i związany z postępującym obostrzeniem norm z zakresu ochrony środowiska. A korzyści przypadną – wiadomo – liderom: w tym wypadku posiadaczom patentu na super pochłaniającą, w dodatku tanią nanogąbkę.
Zdjęcie, które widzicie powyżej, przedstawia strukturę krystaliczną MOF-200: niebieskim kolorem oznaczono atomy węgla, żółtozłotym – tlenu, a pomarańczowym tlenku cynku.
