Maggiore valenza nei COF e strategia sintetica per i policubani. (A) Le unità immobiliari di valenza 3 e 4 sono attualmente utilizzate nella progettazione e sintesi di COF 3D; cubi con valenza 8 e aste 1D infinite non sono stati segnalati. (B) La reticolazione di un linker progettato per contenere due funzionalità (BPA-1) fornisce BP-COF-1 con valenza di 8; la strategia alternativa che coinvolge BA e PA fornisce invece COF di valenza inferiore. (C) I linker con diverse funzionalità (BPA-2 e 3) e lunghezze (BPA-4 e 5) sono stati preparati e utilizzati per realizzare i COF corrispondenti. (D) Sostituzione isoelettronica come base concettuale per creare una formazione in situ reversibile delle unità cubiche. Credito: Scienza (2020). DOI:10.1126/science.abd6406
Un team di ricercatori affiliato sia all'Università della California-Berkeley che al Kavli Energy Nanoscience Institute presso la UC, ha sviluppato un nuovo framework organico covalente (COF) utilizzando boro e fosforo, uno che consente una connettività maggiore rispetto a quelli attualmente in uso. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il loro lavoro nel superare i limiti della geometria dei legami di carbonio nelle architetture COF e come ha portato allo sviluppo di una nuova classe di COF.
I COF sono solidi organici con strutture uniche che consentono loro di essere utilizzati come elementi costitutivi per realizzare strutture utili per determinate applicazioni, come lo stoccaggio di idrogeno o metano. Ma come notano i ricercatori, gli sforzi di ricerca e sviluppo che coinvolgono i COF sono rimasti indietro rispetto a quelli per le strutture metalliche organiche a causa principalmente della geometria dei legami di carbonio nelle architetture COF. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per utilizzare boro e fosforo per superare alcune di queste limitazioni.
Il lavoro prevedeva lo sviluppo di un linker dell'acido borofosfonico con un gruppo boro che poteva essere aggiunto a un'estremità di un anello fenilico, all'altra estremità dell'anello, hanno aggiunto diversi membri di un gruppo di fosforo. Hanno quindi immerso i risultati in una soluzione che ha consentito una velocità di reazione controllata mentre veniva riscaldata. Il risultato è stata la creazione di un COF composto da cubi di borofosfato autoassemblanti ripetuti, ciascuno composto da otto linker. I cubi potrebbero quindi essere utilizzati come elementi costitutivi per creare assemblaggi complessi. I ricercatori osservano che ogni cubo può essere utilizzato come base per l'aggiunta di altri otto cubi. E notano anche che a causa della natura dei legami, i cubi possono essere utilizzati per creare strutture ripetute di cubi manipolando la quantità di acqua che viene rilasciata durante la reazione. I test hanno mostrato che i cubi sono termicamente stabili, anche, fino a 500 gradi C.
I ricercatori affermano che il nuovo tipo di COF amplia la portata di ciò che si può fare con i COF in generale, suggerendo che porteranno allo sviluppo di nuovi tipi di strutture da utilizzare in un'ampia varietà di applicazioni.
© 2020 Scienza X Rete
