Исследователи из Испании и Швеции синтезировали и структурно определили новый тип кристаллического молекулярного сита с очень большими отверстиями и хиральными свойствами. На основе цеолита – микропористый кристалл…
Огромные поры в молекулярном сите цеолита
Исследователи в Испании и Швеции синтезировали и структурно определили новый тип кристаллического молекулярного сита с очень большими отверстиями и хиральными свойствами. На основе цеолита - микропористое кристаллическое твердое вещество - эта новая структура, которая является почти мезопористой, может иметь множество применений, включая использование в фармацевтической химии, катализе и методах разделения, говорят ученые.
молекулярный Распознавание является предметом большого интереса в химии. Этот новый цеолитный материал, названный ITQ-37, считается прорывом, поскольку его структура должна обеспечивать более высокую степень молекулярной селективности и распознавания, по словам Авелино Кормы, который руководил исследованиями в Институте химической технологии (ITQ) Политехнического университета США. Валенсия, Испания.
Предыдущее мышление предполагало, что было бы невозможно синтезировать такие цеолиты или, если бы это могло быть достигнуто, создал бы материал, который был бы слишком нестабильным. Однако исследователи перевернули эту парадигму и впервые продемонстрировали, что можно создать кристаллический и нанопористый материал, способный распознавать молекулы по размеру, структуре и пространственной ориентации.
Испанская команда синтезировала ITQ-37 путем кристаллизации германата и силикат гель, который затем растворяли в органической молекулярной матрице. Используя дифракцию электронов на выбранной области и порошковую рентгеновскую дифракцию, шведская половина команды определила уникальную структуру сита.
Материалы с такими «очень большими» порами создавались и раньше, но в основном они были аморфными. Этот новый материал, однако, имеет высокоорганизованную кристаллическую структуру и содержит самые большие поры, которые, как известно, существуют в цеолитах — каждая около 20 ангстрем в поперечнике (около 2 нанометров). Более того, поры в этом цеолите хиральны, что должно способствовать разделению «ручных» молекул.
Мозаика каркаса (зеленый и оранжевый) и системы каналов (синий) показывает большой объем пор по сравнению со стенкой каркаса. Каркасная и канальная системы молекулярного сита имеют противоположную хиральность (левовинтность для каркаса и правовинтность для канальной системы).
Представляем журнал Nature
«Ученые уже более двадцати лет пытаются найти способы получения мезопористых хиральных цеолитов, но безуспешно», — говорит Мяо Ю, исследователь цеолитов в Университете Колорадо, Боулдер, США. «Это исследование прекрасно решает эту проблему. Я могу представить, что этот новый цеолит найдет широкое применение».
Природные цеолиты обычно очень стабильны в суровых условиях, таких как высокие температуры и экстремальные условия pH. Испытания показали, что ITQ-37 термически стабилен, но подвержен влиянию влажности. Материал также оказался мощным катализатором, и Авелино предполагает, что он может предложить решения в области разделения и реактивности молекул в химии и биотехнологии.