Un equipo de investigadores coreanos afiliados a UNIST ha anunciado recientemente el principio de producir materiales orgánicos porosos en un abrir y cerrar de ojos. como disparar balas. Esto es similar al mecanismo de reacción química en explosivos en el que al apretar el gatillo hace que el detonador explote.

Este avance ha sido dirigido por el profesor Jong-Beom Baek en la Escuela de Ingeniería Química y Energética de UNIST. El estudio demuestra un protocolo sintético para la formación de una red orgánica porosa tridimensional a través de la explosión en estado sólido de monocristales orgánicos.

Los materiales porosos tridimensionales tienen una gran superficie, que podría ser útil para aplicaciones como soportes catalíticos, captura y almacenamiento de gas, conversión y almacenamiento de energía, optoelectrónica y semiconductores. Los ejemplos típicos son zeolitas y materiales similares a las zeolitas. Sin embargo, en años recientes, Se han realizado extensos estudios para producir materiales porosos a partir de materiales orgánicos más duraderos. Y hacen uso de un enfoque sintético para producir una red orgánica porosa 3-D en reacciones en fase líquida en presencia de solventes y / o catalizadores adecuados. Sin embargo, los productos resultantes son de baja pureza, y por lo tanto, se hace necesario el postratamiento para la purificación.

En el estudio, El profesor Baek y su equipo introdujeron una nueva metodología sintética para la fabricación de una red orgánica porosa 3-D con un área de superficie específica alta a través de la explosión en estado sólido de monocristales orgánicos que contienen moléculas de imprimación. La reacción explosiva se realiza mediante la reacción de Bergman (cicloaromatización) de tres grupos enediyne en 2, 3, 6, 7, 14, 15-hexaetinil-9, 10-dihidro-9, 10- [1, 2] benzenoantraceno (HEA), que es un bloque de construcción trifuncional (M3) autopolimerizable con tres grupos enodiino (que contienen un doble enlace y dos triples enlaces). En general, Los materiales orgánicos sólidos pueden derretirse fácilmente cuando se aplica calor. Sin embargo, sus monocristales de HEA recientemente desarrollados desencadenan una reacción explosiva de Bergman y cambian rápidamente a materiales porosos tridimensionales sin la presencia de solventes y catalizadores cuando se aplica calor.

"Las reacciones de estado sólido pueden producir productos de alta pureza y, por lo tanto, el postratamiento para la purificación puede resultar innecesario, "dice el Dr. Seo-Yoon Bae en la Escuela de Ingeniería Química y Energética, el primer autor del estudio. "Adicionalmente, los productos resultantes son de alta pureza, y por lo tanto, tienen más ventajas que las reacciones en solución o en fase gaseosa ".

Los monocristales de HEA constan de nueve moléculas de HEA con dos moléculas de acetona y una de agua en la red. El calor exotérmico alto se libera explosivamente porque el punto de ebullición del agua y la acetona es bajo, según el equipo de investigación. Dado que el agua hierve a 100 ° C y la acetona a 56 ° C, hay un aumento en las energías cinéticas entre las dos moléculas cuando se aplica calor. Por lo tanto, antes de que los monocristales orgánicos se derritan, las moléculas de acetona y agua (cebador para desencadenar la explosión) se liberan al exterior, Las moléculas de HEA en la red cristalina comienzan a reorganizarse y esto es seguido por un alto calor exotérmico (explosión de pólvora).