Новая стратегия дизайна способствует открытию металлоорганических структур.

Инновационная стратегия, известная как "Подход верх-вниз", может значительно ускорить создание металлоорганических структур (MOF).

Статья опубликована в журнале Nature Synthesis.

Исследовательская группа под руководством профессора Вонён Чхве из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST), Южная Корея, разработала новую стратегию проектирования MOF. МОФ, состоящие из металлических кластеров и органических молекул, становятся важнейшими материалами для различних применений, включая улавливание, хранение и катализ углекислого газа.

Их основное преимвущество заключается в настраиваемой структуре, которая позваляет создавать материалы с индивидуальными свойствами.

Традиционно MOF разрабатывались с использованием подхода "снизу вверх" или "сверху вниз". Подход "снизу вверх" начинается с выбора металлических кластеров и органических лигандов, после чего следует исследование потенциальных структур. Напротив, нисходящий подход начинается с желаемой структуры и определяет соответветствующие компоненты для достижения целевой структуры.

Подход "Вверх-вниз" объединяет эти методологии, способствуя более широкому исследованию структур на основе металлических кластеров перед выбором подходящих органических лигандов. Этот подход преодолевает ограничения традиционных методов, которые часто ограничены определёнными компонентами и структурными ограничениями.

Предоставляя новые комбинации различных эелементов, подход "Вверх-Вниз" открывает новые возможности, которые ранее небыли недоступны.

Применяя эту стратегию, команда выявила 26 новых MOF на основе циркония, которые известны своей высокой химической стабильностью. Они успешно сиентезировали две из этих новых структур, продемонстрировав эффективность подхода "вверх-вниз".

Кроме того, команда использовала "Ленточное представление"для визуализации точных геометрических характеристик органических лигандов, что ещё больше повысило точность и эффективность процесса проектирования.

Джиён Ким, первый автор исследования, заявила: "Подхол "Вверх-Вниз" представляет собой мощный инструмент для быстрого изучения и разработки новых материалов с широким спектром химических свойств. Этот метод значительно повышает эффективность исследований в области разработки материалов"

Соавтор исследования Донсик Нам добавил: "Это исследование прокладывает путь к открытию инновационных материалов, которые можно применять в различных областях, в ключая катализ, хранение газа и восстановление окружающей среды".

Профессор Вонён Чхве отметил: "Наше исследование представляет собой значительный прогресс в расширении мимического пространства MOF, значительно расширяя их потенциальное применение. Мы ожидаем, что это станет поворотным моментом в исследованияз функциональных материалов".