Результаты опубликованы сегодня в PLOS ONE.Карбонат магния, получивший название Upsalite, призван снизить количество энергии, необходимой для контроля влажности окружающей среды в электронной промышленности и производстве лекарственных препаратов, а также на хоккейных площадках и складах.
Его также можно использовать для сбора токсичных отходов, химикатов или разливов нефти и в системах доставки лекарств, для контроля запаха и санитарии после пожара.«В отличие от того, что утверждалось в научной литературе более 100 лет назад, мы обнаружили, что аморфный карбонат магния может быть получен очень простым низкотемпературным процессом», — говорит Йохан Гомес де ла Торре, исследователь из Nanotechnology. и Подразделение функциональных материалов.В то время как упорядоченные формы карбоната магния, как с водой в структуре, так и без нее, широко распространены в природе, было доказано, что получение безводных неупорядоченных форм чрезвычайно сложно. В 1908 году немецкие исследователи заявили, что этот материал действительно нельзя получить так же, как другие неупорядоченные карбонаты, путем барботирования CO2 через спиртовую суспензию.
Последующие исследования 1926 и 1961 годов пришли к такому же выводу.«В четверг днем в 2011 году мы немного изменили параметры синтеза из ранее применявшихся неудачных попыток и по ошибке оставили материал в реакционной камере на выходные. Вернувшись на работу в понедельник утром, мы обнаружили, что образовался жесткий гель, и после высушив этот гель, мы пришли в восторг », — говорит Йохан Гомес де ла Торре.Последовал год детального анализа материалов и доводки эксперимента.
Один из исследователей воспользовался своими навыками русского языка, поскольку некоторые химические детали, необходимые для понимания механизма реакции, были доступны только в старой русской докторской диссертации.«После изучения ряда современных методов определения характеристик материалов стало ясно, что мы действительно синтезировали материал, который ранее считался невозможным», — говорит Мария Стромме, профессор нанотехнологий и руководитель отдела нанотехнологий и функциональных материалов. разделение.
Однако самое поразительное открытие заключалось не в том, что они создали новый материал, а в поразительных свойствах, которые они обнаружили у этого нового материала. Оказалось, что у Упсалита самая высокая измеренная площадь поверхности карбоната щелочноземельного металла; 800 квадратных метров на грамм.«Это помещает новый материал в исключительный класс пористых материалов с большой площадью поверхности, включая мезопористый диоксид кремния, цеолиты, металлоорганические каркасы и углеродные нанотрубки», — говорит Стромм.
Кроме того, мы обнаружили, что материал был заполнен пустыми порами, каждая из которых имела диаметр менее 10 нанометров. Эта пористая структура дает материалу совершенно уникальный способ взаимодействия с окружающей средой, что приводит к ряду свойств, важных для применения материала. Например, обнаружено, что упсалит поглощает больше воды при низкой относительной влажности, чем лучшие материалы, доступные в настоящее время; гигроскопичные цеолиты — свойство, которое можно регенерировать с меньшим потреблением энергии, чем в аналогичных процессах сегодня.
«Ожидается, что это вместе с другими уникальными свойствами обнаруженного невозможного материала проложит путь для новых экологически чистых продуктов в ряде промышленных применений», — говорит Мария Стромме.Открытие будет коммерциализировано через дочернюю компанию университета Disruptive Materials (www.Disruptivematerials.com), созданную исследователями совместно с холдинговой компанией Уппсальского университета.