El ozono es un contaminante atmosférico problemático que causa graves problemas de salud. Un material recientemente desarrollado no solo indica rápida y selectivamente la presencia de ozono, pero al mismo tiempo hace que el gas sea inofensivo. Según lo informado por investigadores chinos en Angewandte Chemie , los "sistemas dos en uno" porosos también funcionan de forma fiable en aire muy húmedo.

Ozono (O ₃ ) puede causar problemas de salud, como dificultad para respirar, daño pulmonar, y ataques de asma. Por lo tanto, las regulaciones de seguridad ocupacional relevantes limitan las concentraciones de ozono permitidas en el lugar de trabajo. Métodos anteriores para la detección de ozono, como los basados ​​en semiconductores, tienen una variedad de desventajas, incluyendo alto consumo de energía, baja selectividad, y mal funcionamiento debido al aire húmedo. Hasta ahora, las técnicas destinadas a reducir la concentración de ozono se han basado principalmente en carbón activado, absorción química, o degradación catalítica.

Un equipo dirigido por Zhenjie Zhang en la Universidad de Nankai (Tianjin, China) se propusieron el objetivo de desarrollar un material que pueda detectar rápidamente y eliminar el ozono de manera eficiente. Su enfoque utiliza materiales conocidos como marcos orgánicos covalentes (COF). Los COF son sólidos orgánicos bidimensionales o tridimensionales con estructuras cristalinas porosas extendidas; sus componentes están unidos por fuertes enlaces covalentes. Los COF se pueden adaptar a muchas aplicaciones mediante la selección de diferentes componentes.

Los investigadores seleccionaron fácilmente producibles, COF altamente cristalinos hechos de sistemas de anillos aromáticos. Los bloques de construcción individuales están unidos a través de grupos conectivos llamados iminas (un átomo de nitrógeno unido a un átomo de carbono por un doble enlace). Estos están en el centro de la acción.

Los COF de imina indican la presencia de ozono a través de un rápido cambio de color de amarillo a rojo anaranjado, que se puede ver a simple vista y registrar con un espectrómetro. A diferencia de muchos otros detectores, el imine COF también funciona de manera muy confiable, con sensibilidad y eficientemente a alta humedad y en un amplio rango de temperatura. En presencia de agua las moléculas de agua se unirán preferentemente a los grupos imina. Como consecuencia, los investigadores afirman, un ion hidróxido (OH ^- ) en lanzamiento, que reacciona con una molécula de ozono. El átomo de hidrógeno cargado positivamente permanece unido al grupo imina, causando el cambio de color. Si hay más ozono que agua (o el aire cargado de ozono está completamente seco), el exceso de ozono se une a los grupos imina y los divide. Cada grupo de imina degrada dos moléculas de ozono. Esto también provoca un cambio de color y la estructura cristalina comienza a colapsar lentamente. La imina COF no solo detecta el ozono, pero también descompone de manera confiable y eficiente el gas nocivo. Esto lo hace más efectivo que muchos de los materiales tradicionales empleados para este propósito.