Химики из США и Южной Кореи разработали наноматериал, способный удерживать большие количества фторсодержащих газов, которые используют для замены озонразрушающих соединений, к примеру, в холодильных системах. Инновационный материал может обеспечить простой и безопасный способ снизить риск утечек, пишут исследователи в статье в журнале Science.
«Фторсодержащие газы в теории хорошо подходят для присоединения атомов фтора к подобным веществам, однако они редко используются на практике, так как их хранение и использование требует специального оборудования. Мы разработали подход, который позволяет хранить их в виде стабильных твердых частиц»,
— пишут исследователи.
Наночастицы разработала научная группа под руководством доцента Корнеллского университета Филипа Мильнера. Нанокомпозитный материал состоит из особых пористых структур: металл-органических каркасов (МОК). Это полимеры особенно устойчивы благодаря своему строению, напоминающему пчелиные соты. Катализаторы и фильтры на базе МОК применяются в промышленности для очистки воздуха от углекислоты или водорода, а также для хранения этих газов.
Мильнер и его коллеги выяснили, что МОК на базе соединений магния и соединений, содержащих кольцевые углеродные молекулы (бензолы), способны поглощать молекулы распространенных хладагентов - трифторпропилена и разных фторированных фреонов. Наноструктуры также обеспечивают контролируемое высвобождение газов. Наблюдения показали, что наночастицы из МОК оставались стабильными на протяжении более двух месяцев при их покрытии воском.
Эти же наночастицы, как показали проведенные эксперименты, можно применять в синтезе фторированных химикатов, и КПД таких химических реакций может быть выше, чем при прямом применении фторсодержащих газов. Как надеются исследователи, это преимущество созданных наноструктур ускорит их внедрение в фармацевтику и химическую промышленность.
