چگونه یک کریستالی اسفنج میریزد مولکول های آب

در یک مطالعه جدید دانشمندان پاسخ این سوال را با جزئیات برای یک متخلخل کریستالی مواد ساخته شده از فلز و آلی بلوک های ساختمان — به طور خاص کبالت(II) سولفات heptahydrate, 5-aminoisophthalic اسید و 4,4′-bipyridine.

با استفاده از تکنیک های پیشرفته محققان مورد مطالعه چگونه این کریستالی اسفنج تغییر شکل آن را به عنوان رفت و از یک هیدراته دولت به خشک دولت است. مشاهدات شد استادانه درست شده اجازه می دهد این تیم به “دیدن” وقتی که و چگونه فردی سه مولکول های آب در سمت چپ و مواد آن را به عنوان خشک کردن.

کریستالی اسفنج از این نوع متعلق به یک کلاس از مواد به نام metal-organic frameworks (MOFs) که به نگه داشتن پتانسیل برای برنامه های کاربردی مانند به دام انداختن آلاینده ها و یا ذخیره سازی سوخت در کم فشار.

“این واقعا خوب بود دقیق به عنوان مثال استفاده از پویا درجا پراش به مطالعه تحول یک MOF کریستال می گوید:” Jason بندیکت دکترا استادیار شیمی در دانشگاه بوفالو کالج علوم و هنر. “ما در آغاز یک واکنش — یک کم آبی است. سپس ما نظارت بر آن را با اشعه ایکس حل سازه های کریستال و ما در واقع می توانید ببینید که چگونه این مواد تبدیل از به طور کامل هیدراته فاز به طور کامل خشک خواهد شد.

“در این مورد هیدراته کریستال دارای سه مستقل مولکول های آب, و سوال این بود که اساسا چگونه می توانم شما را از سه به صفر ؟ این مولکول های آب ترک یکی در زمان ؟ آیا همه آنها را در یک بار ؟

“و ما کشف کرد که چه اتفاقی می افتد که یک مولکول آب برگ واقعا به سرعت باعث می شود که شبکه بلور برای فشرده سازی و پیچ و تاب و دو نفر دیگر مولکول های باد تا ترک با هم. آنها نشت در همان زمان است که باعث می شود این شبکه برای جدا کردن اما ماندن فشرده. تمام آن شب که من توصیف — شما نمی خواهد هر گونه دیدی نسبت به این نوع حرکت در غیاب این نوع آزمایش است که ما در حال انجام است.”

تحقیقات آنلاین منتشر شد در تاریخ 23 ژوئن در مجله ساختاری دینامیک. بندیکت چراغ مطالعه با نویسنده Ian M. والتون و اردن M. Cox, UB شیمی فارغ التحصیلان PhD. دانشمندان دیگر از یوبی و دانشگاه شیکاگو نیز به این پروژه است.

درک چگونگی ساختار MOFs جلوه های ویژه گرافیکی — گام به گام — در طول فرآیندهای مانند کم آبی جالب است از نظر علوم پایه بندیکت می گوید. اما این دانش می تواند همچنین کمک به تلاش ها برای طراحی جدید کریستالی اسفنج. به عنوان بندیکت توضیح می دهد که بیشتر محققان می توانند یاد بگیرند که در مورد خواص این مواد آسان تر از آن خواهد بود برای سفارشی کردن رمان MOFs در راستای انجام وظایف خاص.

تکنیک تیم توسعه و شاغل به تحصیل کریستال تحول دانشمندان فراهم می کند با یک ابزار قدرتمند برای پیشبرد تحقیقات از این نوع است.

“دانشمندان اغلب مطالعه پویا کریستال در یک محیط که ثابت است می گوید:” co-نویسنده تراویس Mitchell, شیمی دانشجوی دکترای بندیکت آزمایشگاه. “این تا حد زیادی محدودیت دامنه مشاهدات خود را به قبل و بعد از یک فرایند خاص صورت می گیرد. یافته های ما نشان می دهد که رعایت پویا کریستال در یک محیط است که آن نیز پویا اجازه می دهد تا دانشمندان به مشاهدات را در حالی که یک فرایند خاص در حال وقوع است. گروه ما یک دستگاه است که اجازه می دهد تا ما را به کنترل محیط زیست نسبت به کریستال: ما قادر به به طور مداوم جریان سیال در اطراف کریستال به عنوان ما در حال جمع آوری اطلاعات است که ما را فراهم می کند با اطلاعات در مورد چگونه و چرا این پویا کریستال تبدیل.”

این مطالعه با حمایت بنیاد ملی علوم (NSF) و دپارتمان انرژی ایالات متحده از جمله از طریق NSF را ChemMatCARS تسهیلات که در آن بسیاری از کار تجربی صورت گرفت.

“این نوع آزمایش ها اغلب به روز به انجام در یک آزمایشگاه diffractometer,” میچل می گوید. “خوشبختانه گروه ما قادر به انجام این آزمایش با استفاده از synchrotron radiation در NSF را ChemMatCARS. با synchrotron radiation ما قادر به اندازه گیری در عرض چند ساعت.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه در بوفالو. Original نوشته شده توسط شارلوت, Hsu. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>