Los investigadores de la Universidad de Kyoto han diseñado un material a base de cobre de temperatura controlable para tamizar o almacenar diferentes tipos de gases. La razón utilizada para diseñar el material, descrita en la revista ciencia , podría actuar como un plan para desarrollar materiales nanoporosos con una amplia variedad de aplicaciones energéticas, médicas y ambientales.
Los nanomateriales porosos que se usan actualmente para la separación y el almacenamiento de gases no son ajustables: sus poros son persistentes y rígidos. Susumu Kitagawa, Nobuhiko Hosono y sus colegas del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares iCeMS de la Universidad de Kioto querían encontraruna forma de cambiar dinámicamente los tamaños de poro en este tipo de material.
Diseñaron un polímero de coordinación poroso que estaba formado por átomos de cobre unidos por ligandos en forma de mariposa hechos de ácido isoftálico y fenotiazina-5,5-dióxido. El material resultante estaba compuesto de pequeñas nano jaulas, cada una con ocho canales sobresalientes.A bajas temperaturas, los canales que conectaban las nanojaulas eran tan estrechos que se cerraron efectivamente. A medida que aumentaba la temperatura, los canales se abrían más y más, permitiendo que las moléculas de gas se movieran entre las jaulas.
El equipo descubrió que un gas podía moverse o bloquearse dentro del material dependiendo del tamaño de las moléculas del gas y de qué tan anchos estaban los canales del material a una temperatura determinada. También descubrieron que el material adsorbía un gas a altas temperaturas y se manteníacuando la temperatura ambiente se aplicó, almacenando efectivamente el gas.
Además, cuando los investigadores aplicaron mezclas de gases al material, descubrieron que podían separar los gases según la temperatura aplicada. Por ejemplo, el material adsorbió selectivamente oxígeno cuando se aplicó una mezcla de gases de concentraciones iguales de oxígeno y argón para unohora a una temperatura de -93 ° C y una presión de una barra. El material adsorbe selectivamente el oxígeno incluso cuando la concentración de argón en la mezcla fue significativamente mayor que la del oxígeno.
"El sistema poroso presentado que utiliza un marco robusto con funcionalidad molecular térmicamente activa se da cuenta de la adsorción / desorción de gas regulada por temperatura por diseño, en el que la flexibilidad local en la abertura juega un papel fundamental", concluyen los investigadores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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