แร่ธาตุที่มีรูพรุนตามธรรมชาติที่เรียกว่าซีโอไลต์สามารถดักจับโมเลกุลบางชนิดได้เช่นเดียวกับที่อวนจับปลาตัวใหญ่ในขณะที่ปล่อยให้ปลาตัวเล็กผ่านไปได้ ตอนนี้ นักวิจัยได้สร้างของแข็งอินทรีย์เจือโลหะที่พวกเขาบอกว่าเลียนแบบซีโอไลต์และอาจมีประสิทธิภาพดีกว่าพวกมันสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการบางประเภท
กับดักโมเลกุล เครือข่ายที่มีรูพรุนของโมเลกุลพอร์ไฟรินที่ทำจากคาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน และโคบอลต์สองชนิด
SUSLICK และ ME KOSAL/UIUC
ซีโอไลต์สามารถดูดซับโมเลกุลของของเหลวหรือก๊าซและเร่งปฏิกิริยาเคมีได้ด้วย ใช้ในการกลั่นน้ำมัน กำจัดน้ำออกจากตัวทำละลายอินทรีย์ และกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ แร่ธาตุเหล่านี้บางครั้งปรากฏในบทบาทที่มองเห็นได้ชัดเจนกว่า เช่น ในซองสารดูดความชื้นขนาดเล็กที่ช่วยลดความชื้นในกล่องรองเท้า
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
แร่ธาตุซีโอลิติกตามธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยอะลูมิเนียมและซิลิกอนเป็นอุตสาหกรรมที่มีมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ต่อปี อย่างไรก็ตาม มีไม่กี่วิธีที่นักวิจัยสามารถเปลี่ยนขนาด รูปร่าง หรือปฏิกิริยาของรูพรุนของซีโอไลต์ได้ Kenneth S. Suslick จาก University of Illinois at Urbana-Champaign กล่าว เพื่อปรับปรุงตะแกรงโมเลกุลของธรรมชาติ นักวิจัยจำนวนมากกำลังพัฒนาพันธุ์สังเคราะห์ซึ่งมีคุณสมบัติที่สามารถปรับแต่งได้ (SN: 6/23/01, p. 398: Perfecting Porosity )
Suslick และเพื่อนร่วมงานของเขาที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์หันมาใช้โมเลกุลอินทรีย์รูปโดนัทที่เรียกว่า porphyrins ซึ่งมักจะมีไอออนโลหะอยู่ตรงกลาง porphyrins ที่รู้จักกันดี ได้แก่ ฮีโมโกลบินในเลือดและคลอโรฟิลล์ในใบ ด้วยการให้ความร้อนส่วนผสมของสารตั้งต้นของ porphyrin และโคบอลต์คลอไรด์ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส นักวิจัยได้สร้างเครือข่ายโมเลกุลของ porphyrin ที่แข็งแรงและมีรูพรุนซึ่งติดกาวเข้าด้วยกันด้วยการเชื่อมโยงที่มีโคบอลต์ Suslick และเพื่อนร่วมงานอธิบายถึงตะแกรงโมเลกุลของพวกเขาในวารสารNature Materials ฉบับเดือนตุลาคม
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ วัสดุดูดซับโมเลกุล เช่น น้ำ เอทานอล และเมทานอล ซึ่งพอดีกับภายในรูพรุนขนาดครึ่งนาโนเมตรของมัน แต่เครือข่ายกลับไม่ใช้โมเลกุลที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย วัสดุชนิดใหม่นี้ยังดูดซับน้ำจากตัวทำละลายในห้องปฏิบัติการทั่วไป เช่น เบนซินและโทลูอีนได้อย่างง่ายดาย ทำให้สามารถกำจัดน้ำได้มากกว่าใน 1 ชั่วโมง ซึ่งมากกว่าวัสดุซีโอไลต์ในหนึ่งวัน
วัสดุใหม่นี้ “ดูจะเป็นตัวอย่างการทำงานที่ดีมากของการประยุกต์ใช้การออกแบบโมเลกุลที่ชาญฉลาดกับหนึ่งในปัญหาที่ท้าทายที่สุดในเคมีของวัสดุ ซึ่งเป็นอะนาลอกอินทรีย์ของซีโอไลต์” นักเคมี Andrew D. Hamilton จาก Yale University กล่าว
Suslick แนะนำว่าเครือข่าย porphyrin อาจทำมากกว่าแค่จดจำและดักจับโมเลกุล พวกมันอาจกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีได้หลากหลายขึ้นอยู่กับไอออนของโลหะที่อยู่ในส่วนประกอบของ porphyrin ของตะแกรง Suslick กล่าวว่าเขาสามารถจินตนาการถึงการใช้ซีโอไลต์สังเคราะห์ของเขาเพื่อเปลี่ยนน้ำมันเบนซินให้เป็นสารตั้งต้นของไนลอน
Credit : สล็อตเว็บตรง
