Новости химической науки > Новые типы молекулярных туннелей для хранения газов

Исследователи из Японии разработали новый тип материала для хранения газа, принцип действия которого основан на удержании молекул газа в полостях узких туннелей.

Диаметр туннеля может быть настроен за счет изменения длины органической цепочки. (Рисунок из CrystEngComm, 2009, DOI: 10.1039/b814508c)

Хранение газа в микропористых материалах обычно основано на принципах физической абсорбции за счет слабых Ван дер Ваальсовских взаимодействий.

Метод, предложенный Тосимасой Катагири (Toshimasa Katagiri) из Университета Окаямы основан на физическом удерживании газа внутри узких туннелей (диаметром менее 1 нм). Строение и гибкость настройки этих туннелей в нанопористом материале, созданном на базе кристаллов трифторлактата, позволяет туннелям расширяться по мере поглощения молекул газа. Катагири предполагает, что новый тип абсорбентов газа может оказаться полезным для хранения газов, проявляющих крайне слабую физическую абсорбцию (например, водород).

Внутренняя поверхность туннелей зубчатая – это обуславливается тем, что трифторметильные группы выступают внутрь полости туннеля; эти «зубцы» удерживают молекулы газа внутри туннеля. Джузеппе Реснати (Giuseppe Resnati), специалист по наноструктурным материалам из Политехнической школы Милана отмечает, что необычные адсорбционно-десорбционные свойства новых материалов могут сыграть существенную роль в дизайне гибридных систем хранения газообразных веществ.

Диаметр туннелей может быть изменен за счет длины органической цепи трифторлактатов, то есть свойства материалов могут быть подстроены для хранения строго определенного газа. Катагири говорит, что в настоящее время исследователи из его группы пробуют вырастить монокристаллы с внутренними туннелями. По словам японского ученого, такие монокристаллы могут выступать в роли молекулярных сит, осуществляющих разделение газов при комнатной температуре.

Источник: CrystEngComm, 2009, DOI: 10.1039/b814508c

метки статьи: #новые материалы, #физическая химия, #химия поверхности, #химия полимеров, #элементоорганическая химия