L'ozono è un inquinante atmosferico problematico che causa gravi problemi di salute. Un materiale di nuova concezione non solo indica in modo rapido e selettivo la presenza di ozono, ma allo stesso tempo rende il gas innocuo. Come riportato da ricercatori cinesi in Angewandte Chemie , i "sistemi due in uno" porosi funzionano in modo affidabile anche in aria molto umida.

Ozono (O ₃ ) può causare problemi di salute, come difficoltà respiratorie, danno polmonare, e attacchi di asma. Le normative vigenti in materia di sicurezza sul lavoro limitano quindi le concentrazioni di ozono ammesse negli ambienti di lavoro. Metodi precedenti per la rilevazione dell'ozono, come quelli basati sui semiconduttori, presenta una serie di svantaggi, compreso l'elevato consumo energetico, bassa selettività, e malfunzionamento dovuto all'aria umida. Le tecniche volte a ridurre la concentrazione di ozono si sono finora basate principalmente su carbone attivo, assorbimento chimico, o degradazione catalitica.

Un team guidato da Zhenjie Zhang alla Nankai University (Tianjin, Cina) si sono posti l'obiettivo di sviluppare un materiale in grado di rilevare rapidamente e rimuovere efficacemente l'ozono. Il loro approccio utilizza materiali noti come strutture organiche covalenti (COF). I COF sono solidi organici bi o tridimensionali con strutture cristalline porose estese; i loro componenti sono legati tra loro da forti legami covalenti. I COF possono essere adattati a molte applicazioni attraverso la selezione di diversi componenti.

I ricercatori hanno selezionato facilmente producibili, COF altamente cristallini costituiti da sistemi ad anello aromatico. I singoli elementi costitutivi sono legati attraverso gruppi connettivi chiamati immine (un atomo di azoto legato a un atomo di carbonio da un doppio legame). Questi sono al centro dell'azione.

Le immine COF indicano la presenza di ozono attraverso un rapido viraggio del colore dal giallo all'arancio-rosso, che può essere visto ad occhio nudo e registrato da uno spettrometro. A differenza di molti altri rilevatori, anche l'imine COF funziona in modo molto affidabile, sensibilmente, ed efficiente ad alta umidità e in un ampio intervallo di temperature. In presenza di acqua, le molecole d'acqua si legheranno preferenzialmente ai gruppi imminici. Di conseguenza, affermano i ricercatori, uno ione idrossido (OH ⁻ ) è rilasciato, che reagisce con una molecola di ozono. L'atomo di idrogeno caricato positivamente rimane legato al gruppo immina, causando il cambiamento di colore. Se è presente più ozono dell'acqua (o l'aria carica di ozono è completamente secca), l'ozono in eccesso si lega ai gruppi imminici e li scinde. Ogni gruppo immina degrada due molecole di ozono. Questo provoca anche un cambiamento di colore e la struttura cristallina inizia lentamente a collassare. L'imine COF quindi non rileva solo l'ozono, ma anche abbatte in modo affidabile ed efficiente il gas nocivo. Questo lo rende più efficace di molti dei materiali tradizionali impiegati per questo scopo.