| Napisane przez Geralda Ondry’ego
Stypendyści École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL; Szwajcaria; www.epfl.ch) wytworzyli pierwszą membranę o strukturze metaloorganicznej (MOF) o grubości zaledwie jednej komórki elementarnej. Ultracienka folia zapewnia rekordowo wysoką wydajność separacji wodoru i azotu.
Zespół badawczy, kierowany przez profesora Kumara Varuna Agrawala ze Szkoły Nauk Podstawowych EPFL, pracował z rodzajem szkieletów metaloorganicznych znanych jako szkielety zeolitowo-imidazolowe (ZIF). Do wytworzenia folii badacze zastosowali metodę krystalizacji, która wykorzystuje precyzyjne ustawienie ultrarozcieńczonych mieszanin prekursorów z leżącym pod spodem krystalicznym podłożem. Uważnie kontrolując stężenia materiału wyjściowego i jego interakcje z podłożem, zespołowi udało się stłumić wzrost poza płaszczyzną, będący częstym problemem w produkcji cienkich folii.
W ciągu kilku minut w temperaturze pokojowej naukowcom udało się wyprodukować makroskopowo jednolite folie 2D ZIF o grubości zaledwie jednej komórki elementarnej, czyli zaledwie 2 nanometrów. Naukowcy wykazali również, że proces jest skalowalny, przygotowując folie o powierzchni setek centymetrów kwadratowych. Ten przełom przezwycięża tradycyjne metody, które ograniczały grubość folii ZIF do 50 nanometrów.
Folia ZIF ma unikalny skład: folię o grubości nanometra z jednolitym układem sześcioczłonowego pierścienia koordynacyjnego przesiewającego wodór, cynku i imidazoli. „Pozwala to na wyjątkowe połączenie przepływu wodoru i selektywności, co kryje w sobie ogromny potencjał w zakresie wysoce wydajnych zastosowań separacji gazów” – wyjaśnia Agrawal.
Rozwój ten został opisany w najnowszym numerze Materiały naturyprzy udziale naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha oraz Uniwersytetu w Suzhou.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
