I ricercatori hanno sviluppato una tecnologia per analizzare il comportamento di adsorbimento delle molecole in ogni singolo poro di una struttura metallica organica (MOF). Questo sistema ha grandi superfici specifiche, consentendo l'osservazione in tempo reale del processo di adsorbimento di un MOF, un nuovo materiale efficace per lo smistamento dell'anidride carbonica, idrogeno, e metano.

Misurazioni e valutazioni accurate delle isoterme di assorbimento del gas sono importanti per caratterizzare i materiali porosi e sviluppare le loro applicazioni. La tecnologia esistente è solo in grado di misurare la quantità di molecole di gas adsorbite al materiale, senza osservare direttamente il comportamento di adsorbimento.

Il team di ricerca guidato dal professor Jeung Ku Kang della Graduate School of Energy, Ambiente, Water and Sustainability (EEWS) ha prescritto un sistema di cristallografia ad adsorbimento di gas in tempo reale integrando un dispositivo di misurazione della diffrazione dei raggi X (XRD) esistente in grado di fornire informazioni strutturali e un dispositivo di misurazione dell'adsorbimento di gas.

Nello specifico, il sistema ha permesso l'osservazione di un MOF mesoporoso che ha più pori piuttosto che una struttura a pori singoli. Il team di ricerca ha classificato i comportamenti di adsorbimento delle molecole MOF per tipo di poro, seguito da osservazioni e misurazioni, con conseguente identificazione di un processo di adsorbimento graduale che in precedenza non era possibile analizzare.

Ulteriore, il team ha analizzato sistematicamente e quantitativamente il modo in cui la struttura dei pori e il tipo di molecola di adsorbimento influenzano il comportamento di adsorbimento per suggerire quale tipo di struttura MOF è appropriato come materiale di stoccaggio per ogni tipo di comportamento di adsorbimento.

Il professor Kang ha detto, "Abbiamo analizzato quantitativamente ogni molecola dei pori in tempo reale per identificare gli effetti delle proprietà chimiche e strutturali dei pori sul comportamento di adsorbimento". Lui continuò, "Capendo il comportamento di adsorbimento in tempo reale delle molecole a livello dei pori che formano il materiale, piuttosto che l'intero materiale, saremo in grado di applicare questa tecnologia per sviluppare un nuovo materiale di stoccaggio ad alta capacità."