En un nuevo estudio, los investigadores del Centro de Datos Cristalográficos de Cambridge CCDC y el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE se han unido para capturar neón dentro de un marco cristalino poroso. Neon es bien conocido por ser el más no reactivoelemento y es un componente clave en la fabricación de semiconductores, pero el neón nunca se ha estudiado dentro de un marco orgánico o metal-orgánico hasta ahora. Los resultados, que incluyen los estudios críticos realizados en Advanced Photon Source APS, una Oficina del DOE deLas instalaciones de usuarios de ciencias en Argonne, también señalan el camino hacia un proceso industrial más económico y más ecológico para la producción de neón.El neón es un elemento bien conocido por el público en general debido a su uso icónico en los letreros de neón, especialmente en los centros de las ciudades en elEstados Unidos desde la década de 1920 hasta la década de 1960. En los últimos años, el uso industrial del neón se ha dominado por el uso de láseres excimer para producir semiconductores. A pesar de ser el quinto el más abundanteEn la atmósfera, el costo del gas de neón puro ha aumentado significativamente a lo largo de los años, aumentando la demanda de mejores formas de separar y aislar el gas.
Durante 2015, los científicos de CCDC presentaron una charla en la reunión anual de la Asociación Estadounidense de Cristalografía ACA sobre la variedad de elementos que se han estudiado dentro de un entorno orgánico o metal-orgánico, desafiando a la comunidad cristalográfica a encontrar el próximo y posiblemente último elementose agregará a la Base de datos estructural de Cambridge CSD. Un encuentro casual en esa reunión con Andrey Yakovenko, científico de la línea de luz de Advanced Photon Source, dio como resultado un proyecto de colaboración para capturar neón, el elemento número 95 que se observará en el CSD.
La baja reactividad del neón, junto con la dispersión débil de los rayos X debido a su número relativamente bajo de electrones, significa que la observación experimental concluyente del neón capturado dentro de un marco cristalino es muy difícil. Experimentos in situ de flujo de gas a alta presión realizados en X-La línea de rayos 17-BM de la División de Ciencia de Rayos en el APS utilizando la técnica de difracción de rayos X en polvo a bajas temperaturas logró dilucidar la estructura de dos estructuras metaloorgánicas diferentes con gas neón capturado dentro de los materiales.
"Este es un momento realmente emocionante que representa el último elemento nuevo que se agregará al CSD y posiblemente el último dado los desafíos experimentales y de seguridad asociados con los otros elementos que aún no se han estudiado", dijo Peter Wood, investigador científico principal de CCDCy autor principal del artículo publicado en Chemical Communications. "Lo que es más importante, las estructuras informadas aquí muestran la primera observación de una interacción genuina entre el neón y un metal de transición, lo que sugiere el potencial para el diseño futuro de marcos de captura selectiva de neón".
La estructura de neón capturado dentro del marco conocido como NiMOF-74, un marco poroso construido a partir de centros metálicos de níquel y conectores orgánicos, muestra interacciones claras de níquel a neón que se forman a bajas temperaturas significativamente más cortas de lo que se esperaría de un contacto débil típico.
Andrey Yakovenko dijo: "Estos resultados fascinantes muestran las grandes capacidades del programa científico en 17-BM y la fuente avanzada de fotones. Anteriormente hemos estado haciendo experimentos en nuestra línea de haz utilizando otros gases nobles mucho más pesados y, por lo tanto, fácilmente detectables, comoxenón y criptón. Sin embargo, después de conocer a los coautores Pete, Colin, Amy y Suzanna en la reunión de ACA, decidimos realizar estos experimentos mucho más complicados usando el neón muy ligero e inerte. De hecho, solo usando uncombinación de mediciones de difracción de rayos X en polvo in situ, baja temperatura y alta presión, hemos podido identificar de manera concluyente las posiciones de los átomos de neón más allá de toda duda razonable ".
Resumiendo los hallazgos, Chris Cahill, ex presidente de la ACA y profesor de química de la Universidad George Washington dijo: "Esta es una pieza realmente elegante de investigación de cristalografía in situ y es particularmente agradable ver la colaboración que se produce a través de discusiones en unreunión anual de ACA "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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