Хіміки навчилися ткати наноматеріали

COF-505 - перша тривимірна органічна структура, створена шляхом сплітання спіральних органічних ниток.

Для виготовлення наноматеріалів розроблено чимало технологій, але раніше не виходило виготовляти їх одним з найбільш традиційних для людини способів - ткати. Команда хіміків і фахівців з матеріалознавства з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі та університету ШанхайТех (上海科技大学, ShanghaiTech University) заповнила цю прогалину, створивши ткану структуру з органічних ниток. Одним з можливих застосувань отриманого матеріалу може бути зв'язування вуглецю.

Зі спіральних органічних ниток хіміки сплели тривимірну ковалентну органічну структуру (англ. covalent organic framework, COF). Її складеними елементами послужили спіральні органічні нитки з молекул з ковалентними зв'язками, які можуть з'єднуватися один з одним через певні інтервали. Перші тести показали, що ткані ковалентні органічні структури відрізняються більшою гнучкістю, пружністю і здібностями до відновлення порівняно з традиційними аналогами.

Ковалентні органічні структури поряд з спорідненими їм металоорганічними структурами є пористими тривимірними кристалічними матеріалами з надзвичайно великою площею внутрішньої поверхні. Це дозволяє їм абсорбувати і зберігати у величезних кількостях певні молекули.

«Розроблений нами спосіб плітання органічних ниток дозволяє проектувати і виготовляти складні дво- і тривимірні протяжні органічні структури», - розповів Омар Яги (Omar Yaghi) з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі, провідний автор роботи. Ковалентні органічні та металоорганічні структури, завдяки притаманним їм сильним молекулярним зв'язкам, великій площі внутрішньої поверхні і вбираючим властивостям все активніше використовуються в технологіях зв'язування вуглецю. Дослідники також експериментують з цими матеріалами в надії використовувати їх у нових, більш ефективних пристроях зберігання газу для водневих двигунів.