Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) y la Universidad de Siegen ha desarrollado un nuevo compuesto que forma la llamada estructura orgánica covalente. El compuesto a base de ácido fosfónico concentrado es estable y puede utilizarse, por ejemplo, para capturar dióxido de carbono (CO).2), como describieron los investigadores en la revista científica comunicación de la naturaleza.
Las estructuras orgánicas covalentes (abreviatura: COF) son una clase de materiales cristalinos porosos que forman estructuras similares a andamios. El término “covalente” se refiere al hecho de que los enlaces químicos entre los componentes individuales de la estructura se forman mediante pares de electrones compartidos.
Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Gundog Usesan, líder del Grupo de Investigación Junior Heisenberg en el Departamento de Materiales Nanoporosos y a Nanoescala de la HHU y el Prof. Dr. Jorn Schmid auf der Gunne, líder del Grupo de Química de Materiales Inorgánicos de la Universidad de Siegen , ha hecho ahora una presentación sencilla. Póngase en contacto con esta familia de frameworks, cuyos miembros prometen posibilidades de aplicación particularmente estables y grandes. En el estudio, que ahora se ha publicado, también participaron investigadores de Berlín, Bremen, Saarbrucken, Türkiye y el Reino Unido. comunicación de la naturaleza.
La clase de estructuras orgánicas covalentes de polifosfonato se caracteriza por enlaces fósforo-oxígeno-fósforo, que se componen de simples bloques de construcción de ácido fosfónico orgánico y, al igual que los ladrillos de Lego, se pueden unir calentándolos a aprox. 200 grados centígrados.
Dr. Usesan: “La característica especial de estos COF es que, a pesar de las suaves condiciones de síntesis, presentan una buena estabilidad al agua y al vapor de agua, lo que significa que, a diferencia de los compuestos desarrollados hasta ahora, se pueden utilizar en agua y electrolitos”.
Otro hito fue el desarrollo de una ruta de síntesis sostenible. Yücesan: “Por primera vez, se ha desarrollado un proceso de síntesis de COF en estado sólido, que se puede realizar completamente sin disolventes. Este método permite una producción escalable y de bajo coste, desde kilogramos hasta toneladas, lo que lo hace más rentable que otros Materiales microporosos.
Un desafío para los investigadores fue que los compuestos no cristalizan bien y son amorfos. Lograron encontrar pruebas del vínculo mediante resonancia magnética nuclear. Profesor Schmett auf der Gunne: “Si no pudiéramos utilizar los estados generales de los núcleos de los átomos de fósforo vecinos, la estructura de enlace de la materia permanecería en la oscuridad y no se comprenderían sus propiedades”.
Estos polifosfonatos tienen muchas aplicaciones potenciales. Las estructuras pueden capturar el dañino gas de efecto invernadero CO2. Un ligero cambio de presión puede hacer que se libere nuevamente. “Estos materiales son necesarios para limpiar los gases residuales y prevenir las emisiones de gases de efecto invernadero”, señalan los autores de la nota de investigación.