Ученые создали надежную наноловушку для парниковых газов
Объединенная команда ученых-химиков из США и Южной Кореи создала наноматериал, удерживающий большие количества фторсодержащих газов, которые применяют для замены озонразрушающих соединений, в частности, в рефрижераторах. Это парниковые газы, нуждающиеся в особых условиях хранения. Инновационный материал способен обеспечить простой и надежный метод снижения риска утечек, ученые в статье на страницах журнала Science.
"Фтор все чаще применяется при синтезе лекарств и агрохимикатов, так как он увеличивает биодоступность и метаболическую стабильность органических молекул. Теоретически фторсодержащие газы хорошо подходят для присоединения атомов фтора к подобным веществам, но они редко применяются на практике, так как их хранение и использование требует специального оборудования. Мы создали метод, позволяющий хранить их в виде стабильных твердых частиц", – рассказали химики.
Наночастицы созданы научной командой под началом доцента Корнеллского университета Филипа Мильнера. Нанокомпозитный материал состоит из особых пористых структур: металл-органических каркасов (МОК). Это полимеры особенно устойчивы за счет своего устройства, напоминающего пчелиные соты. Катализаторы и фильтры на основе МОК используются в промышленности для очистки воздуха от углекислоты или водорода, а также для хранения этих газов.
Мильнер и его товарищи установили, что МОК на основе соединений магния и соединений, содержащих кольцевые углеродные молекулы (бензолы), могут поглощать молекулы распространенных хладагентов – трифторпропилена и разных фторированных фреонов. Кроме того, наноструктуры обеспечивают контролируемое высвобождение газов. Опыты продемонстрировали, что наночастицы из МОК оставались стабильными на протяжении более двух месяцев.
Эти же наночастицы, как продемонстрировали проведенные исследования, можно использовать в синтезе фторированных химикатов, и КПД таких химических реакций может быть больше, чем при прямом применении фторсодержащих газов. Как рассчитывают химики, это преимущество созданных наноструктур ускорит их внедрение в фармацевтику и химическую промышленность.