«Я не удивлен, что MOF превосходит существующие твердые вещества по водопоглощению», — говорит старший автор Мохамед Эддауди из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы. Модульность MOF, сверхвысокая площадь поверхности и большой объем пор в сочетании со способностью контролировать функциональность поверхности пор, размер и форму пор делают MOF перспективными кандидатами для энергоэффективных и экономичных систем контроля влажности. "Постоянно пористые сверхабсорбирующие материалы с требуемой комбинированной гидролитической стабильностью и значительным водопоглощением сложно создать, потому что большинство пористых твердых веществ либо слишком плотные, либо слишком реактивно по отношению к воде.
Эддауди и его сотрудники преодолели эту проблему, создав Cr-soc-MOF-1, MOF, состоящий из ионов хрома, связанных вместе органическими лигандами на основе карбоксилатов, которые оставляют четко очерченные клетки и каналы для сбора воды. Ионы хрома удерживаются на месте карбоксилатными фрагментами бидентатно, образуя жесткий гексакарбоксилатный оксотрехъядерный кластер хрома (III), гарантируя, что полученный адсорбент Cr-soc-MOF-1 обладает необходимой гидролитической стабильностью.Исследователи протестировали свойства Cr-soc-MOF-1 по адсорбции воды и обнаружили, что по мере увеличения относительной влажности до 55% адсорбированное количество воды постепенно увеличивается, а затем происходит резкое поглощение воды при относительной влажности от 60 до 75%. В этот момент MOF достигает своей максимальной емкости, при которой он может улавливать почти вдвое больший вес в адсорбированной воде (1,95 г / г).
Примечательно, что Cr-soc-MOF-1 сохраняет свою структурную целостность и рабочие характеристики в течение более чем 100 испытанных циклов адсорбции-десорбции водяного пара.Теперь, когда у исследователей есть материал, который может легко регулировать влажность (абсорбировать и десорбировать), они участвуют в совместной работе по разработке способов создания устройства контроля влажности.
«За 20 лет мы перешли от фольклора о том, что MOF нестабильны и представляют собой просто красивые структуры, к MOF с беспрецедентной гидролитической стабильностью и исключительными свойствами, имеющими отношение к энергетической безопасности и экологической устойчивости», — говорит Эддауди. «Я не сомневаюсь, что будущее MOF блестящее, и единственное ограничение будет заключаться в том, что ученый может представить себе, где можно эффективно и результативно развернуть MOF».