сегодня: 23.09.2020

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2020-09-12 05:31:00 /РИА "Сибирь" /Красноярск

Красноярские и немецкие ученые открыли металло-органический каркасный полимер





Ученые из Красноярска и Германии открыл металлоорганический каркасный пористый полимер, который достаточно долго находится в промежуточном состоянии, когда одна часть пор открыта, а другая - закрыта. Такое состояние ранее считали неуловимым. Вместо пары миллисекунд кристалл пробыл в этом положении несколько дней. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Communications.

Метало-органические каркасы - это кристаллические пористые материалы из органических и неорганических компонентов, к примеру, из ионов металлов, связанных между собой органическими молекулами. Они представляют собой решеточную структуру, где металлы и органика образуют "сетку". Известно несколько десятков тысяч таких комплексов, но лишь десятки из них обладают удивительным свойством - изменяют структуру своих пор в ответ на внешние раздражители (температура, газы, жидкости, электромагнитное излучение или иное механическое влияние). При этом в поры могут проникать другие молекулы, например, газа или лекарственных соединений. Управляя состоянием материала можно сначала поместить внутрь каркаса, а потом извлечь из него "гостевые молекулы". Эта особенность высокопористых каркасов позволяет использовать их для поглощения и хранения различных химических веществ, например, для тонкой очистки газов с выделением из них редких соединений.

Однако для широкого использования гибких металло-органических материалов важно разобраться, как переключать поры из открытого в закрытое положение и обратно.

 

Ученые Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Германии и Сибирского федерального университета обнаружили каркасный полимер, который способен находиться сразу в двух состояниях: открытом и закрытом. Ранее считалось, что кристалл закрывается практически мгновенно и может существовать только в одном из этих состояний. Однако ученые продемонстрировали, что обе фазы в некоторых кристаллах могут быть одновременно. 

Открытие было сделано при исследовании металло-органического каркаса на основе никеля. Структуру одного кристалла, из которых формируется каркас, можно описать в виде колонны, состоящей из пор квадратного сечения в открытом состоянии, микроскопических размеров всего лишь в несколько нанометров. Грани этих пор образованы органическими молекулами - линкерами, которые соединены с атомами металла в вершинах каркаса.

Чтобы понять механизм изменения пор кристалла, ученые "давили" на них различными жидкими средами. Одной из таких жидкостей был метанол. Размер молекул спирта меньше, чем пор исследуемого материала, поэтому при взаимодействии они проходят внутрь каркаса. В результате метанол оказывает очень слабое давление на металлоорганический каркас. Для сравнения исследователи взяли среду с более крупными молекулами - силиконовое масло. Поскольку размер этих молекул превышает размер поры, они давят на каркас снаружи и переводят его из открытого в закрытое состояние. В ходе работ физики обнаружили, что в такой структуре одновременно закрываются не все поры, создавая при этом в кристалле промежуточное состояние, когда часть пор осталась открытой.

"Ранние исследования выполнялись в газовых средах и при давлении в десятки атмосфер. Наше проводилось в жидкой среде и при гораздо большем давлении - тысячи атмосфер. Раньше специалисты предполагали, что промежуточное состояние создается не одним кристаллом, а несколькими. Считали, что есть два разных кристаллика, которые находятся в разных фазах - закрытой и открытой. Мы рассмотрели единичный кристалл и показали, что он не только не переключается из одной фазы в другую всего лишь за пару миллисекунд, как считалось ранее, а может стабильно находиться в промежуточном состоянии от нескольких часов до нескольких суток", - поделился результатами работы старший научный сотрудник Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Крылов.

Исследователи в дальнейшем планируют проверить структуры с другими конфигурациями, а также определить, почему большая часть обнаруженных металлоорганические каркасов не обладает подвижной структурой.

"Немецкие коллеги говорят, что до сих пор нет четкого понимания, почему одни метало-органические кристаллы имеют гибкую конструкцию, а другие нет. Особенно занимает вопрос, почему структура перестает двигаться, если в ней меняется только металл. Например, некоторые каркасы с кобальтом и никелем в составе - подвижны, но при замене одного из металлов на медь, они перестают открываться и закрываться. Мы хотим узнать, что влияет на эту способность", - рассказывает Александр Крылов.

Полученные метало-органические единичные кристаллы могут быть использованы для создания новых миниатюрных биочипов для биосенсоров, которые позволят, к примеру, определять наличие в среде какого-либо химического вещества, либо вирусов, отметили в группе научных коммуникаций Красноярского научного центра СО РАН (федерального исследовательского центра).



Cмотрите также:  Наука  Красноярский край
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
*****

24-28 сентября 2020 года в Иркутске пройдет кинофестиваль "Человек и природа"

******

29-30 октября 2020 года в Кемерово пройдет Сибирский форум "Цифра в культуре и искусстве"

*******

Со 2 по 7 ноября 2020 года в Приангарье пройдет фестиваль искусства "Территория. Иркутск"

******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность
Реклама

Универсальная вебкамера за 1190 рублей, функция автоматической записи
*******
О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2020 РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12