Российские ученые сделали прорыв в «химии будущего»: МОФы теперь можно синтезировать за минуты, а не дни

Ученые из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) сделали важный шаг к более дешевому и экологичному синтезу металлоорганических каркасных структур (МОФов) — материалов, которые считаются одними из самых перспективных в энергетике, медицине и химической промышленности. Впервые в России они применили ускоритель электронов для создания энергонасыщенных МОФов, тем самым многократно ускорив процесс и повысив выход продукта. Результаты работы исследователей были опубликованы в журнале Radiation Physics and Chemistry.

МОФы — это соединения с четкой пористой структурой, напоминающей молекулярную решетку из металлических и органических компонентов. Такие материалы способны эффективно накапливать и высвобождать энергию, фильтровать газы, доставлять лекарства и даже работать в роли сенсоров. Однако классические методы их синтеза — в автоклавах при высокой температуре и с использованием токсичных растворителей — занимают до нескольких суток и связаны с серьезными затратами.

Команда из лабораторий радиационных технологий и химии технеция ИФХЭ РАН впервые использовала ускоренные электроны для синтеза энергетических МОФов на основе кадмия и цинка с тетразольным лигандом. Такой подход позволил завершить реакцию буквально за считанные минуты, сохранив при этом все структурные и термостойкие свойства материала. Анализ подтвердил, что полученные соединения идентичны тем, что создаются традиционным способом.

Этот метод может быть использован для синтеза энергетически насыщенных каркасных структур, востребованных в промышленности. Главный недостаток МОФов — их цена. Ускоритель электронов позволяет провести синтез проще и эффективнее, а значит — дешевле.

• Михаил Волков, кандидат химических наук

Исследование было поддержано Министерством науки и высшего образования РФ. Новая методика открывает путь к масштабному промышленному производству МОФов, что может ускорить внедрение этих материалов в энергетику, фармацевтику и экологические технологии.

Источник: Минобрнауки РФ