Forradalmi lépés a MOF-üvegek fejlesztésében
A nemzetközi kutatócsoport, köztük a dortmundi és a birminghami egyetem szakemberei, nagy áttörést értek el abban, hogyan lehet a MOF-üvegek tulajdonságait módosítani a hagyományos üveggyártásból ismert adalékokkal. Konkrétabban azt tapasztalták, hogy a nátrium- vagy lítiumtartalmú vegyületek hozzáadása jelentősen megváltoztatja az üveg szerkezetét és viselkedését: csökkenti az olvadáspontot és könnyebbé teszi az üveg formálását, ami egyszerűbb gyártási folyamatot eredményez.
Nem elhanyagolható, hogy ez az eredmény alapot teremt a testre szabható MOF-üvegek előállításához, amelyeket a jövőben gázszűrésre, kémiai tárolásra, speciális bevonatokban vagy tisztaenergia-rendszerekben is használhatunk majd.
A nátrium kulcsszerepe az üveg szerkezetében
A MOF-üvegek legismertebb képviselője a ZIF-62, amely olvasztással állítható elő, belső pórusait pedig megőrzi, ezért ideális például gázelválasztáshoz vagy membránokhoz. A kutatók kimutatták, hogy a nátriumionok beépülnek az üveg szerkezetébe, és gyengítik bizonyos belső kapcsolatokat, így módosítva annak fizikai tulajdonságait.
MI-modellezés tárta fel az atomközi változásokat
Birminghamben MI-alapú szimulációkkal vizsgálták, hogyan lép kölcsönhatásba a nátrium az üveg szerkezetével. Ezek az eredmények igazolták: a nátrium nem csupán az üreges részeket tölti ki, hanem egyes esetekben a cinkatomokat is helyettesíti, ami fellazítja és átformálja az anyag szerkezetét.
A szakemberek szerint a módszer stabilitását még javítani kell, és a laboratóriumi eredmények után komoly kihívás lesz az ipari alkalmazás, de a MOF-üvegek így már közelebb kerültek a valós technológiai áttöréshez. A fejlesztésben több európai és ázsiai tudományos intézmény vett részt.
