Nano materiale poroso chiamato COF (strutture organiche covalenti). Attestazione:Alexandr Talyzin
I fisici di Umeå in collaborazione con l'Università tecnica di Dresda e la Chalmers University sono i primi a mostrare un'elevata stabilità del nanomateriale poroso COF-1. Lo studio è pubblicato su Angewandte Chemie , Int. Ed.
Le strutture organiche covalenti (COF) sono un'ampia famiglia di materiali polimerici composta solo da elementi leggeri. L'assenza di atomi metallici nella loro struttura rende i COF nettamente diversi rispetto ai loro parenti, Materiali Metal Organic Framework (MOF).
La prima struttura COF è stata scoperta nel 2005 (denominata COF-1) ed è costituita da anelli benzenici legati da B 3 oh 3 in fogli 2-D a forma esagonale che vengono impilati in una struttura a strati, somigliando sotto questo aspetto alla struttura della grafite composta da strati di grafene. Per analogia con il grafene il singolo strato di materiale COF potrebbe essere chiamato COFene poiché rappresenta un vero materiale 2-D composto da carbonio, idrogeno, boro e ossigeno.
A differenza della grafite, COF-1 è un materiale poroso con un'area superficiale relativamente elevata che lo rende promettente per varie applicazioni, per esempio. per dispositivi di accumulo di energia, come assorbenti per lo stoccaggio di gas o per membrane. C'è anche un interesse scientifico generale fondamentale per i singoli strati di COF-1, che sono veri materiali 2-D.
Però, si sapeva poco delle proprietà meccaniche dei COF o dei COFeni a strato singolo, tranne che per alcune stime teoriche. A differenza della grafite o dei MOF, non erano disponibili studi sull'alta pressione per i COF.
I ricercatori hanno utilizzato la diffrazione dei raggi X di sincrotrone e la spettroscopia Raman per valutare cosa succede con la struttura di questo materiale a pressioni fino a 30 GPa. È stato riscontrato che la struttura a pressione ambiente della lattina COF-1 è inaspettatamente stabile e si conserva anche dopo una compressione fino a 10 -15 GPa. A pressione più alta, la struttura crolla irreversibilmente.
"Abbiamo visto una notevole stabilità alle alte pressioni per una struttura così porosa come il COF. Ciò è stato sorprendente perché le strutture porose MOF collassano a una pressione più bassa, "dice Aleksandr Talizin, docente presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Umeå. La combinazione di approcci sperimentali e teorici fornisce informazioni sulla rigidità e le proprietà meccaniche della struttura COF-1, che può essere considerato come rappresentante tipico per l'intera famiglia dei materiali COF.
