Группа учёных ЮУрГУ – Артём Осипов, Дмитрий Жеребцов, Сергей Найферт, Андрей Ефремов, Владислав Сенчурин и Раджакумар Кантхапажам вместе с московским коллегой Павлом Дороватовским сообщили в свежем номере международного «Журнала структурной химии» о создании двух новых металл-органических каркасов – на бариевой и иттриевой основе – с необычными свойствами.
Кристаллы выращены в лаборатории ЮУрГУ, а затем исследованы на установке монокристальной рентгеновской дифракции синхротронного источника Курчатовского института в Москве, подтвердившей их строение.
Сегодня химики всей планеты увлечены созданием металл-органических каркасов (MOF, МОК). Это материалы с регулярными порами-ячейками наноразмеров, при этом форму каждой ячейки можно математически точно описать. Каждая ячейка может улавливать, например, одну молекулу. Очень удобно, например, для создания датчиков-газоанализаторов. Важным качеством является селективность – способность прочнее захватывать только те молекулы, которые хорошо вписываются в полости.
Металлорганический каркас состоит из ионов металла (в данном случае бария и иттрия), соединённых органическими молекулами – лигандами. В МОК с бариевой основой эти линкеры более короткие, дииодтерефталевые, а у иттриевого МОК – более длинные, дииодтерфенилдикарбоновые.
Чем хороши галогенные? Атомы иода придают «наноситу» способность прочнее сорбировать гостевые молекулы, способные образовывать галогенные связи.
При этом галогенная связь обратима – она разрушается при нагревании в вакууме, а сорбент при этом регенерируется. «Наносито» данного типа могло бы теоретически помочь, например, в отделении галогенорганических соединений, загрязняющих природную нефть и вызывающих коррозию труб.
Новые металл-органические каркасы, разработанные на Урале, увеличили семейство МОК, которых в мире создано с 1992 года уже более 10 тысяч.
Конечно, до внедрения новых МОК в повседневную жизнь ещё далеко, однако сам факт создания таких металлорганических каркасов с галогенными связями открывает возможности для новых идей – материалов будущего, разработанных под конкретные задачи.
Работа поддержана грантом РНФ. https://doi.org/10.1134/S0022476626010129