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  • 1Department of Chemistry, University of California-Berkeley, Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, and Kavli Energy NanoSciences Institute at Berkeley , Berkeley, California 94720, United States.

Journal of the American Chemical Society
|February 11, 2016
PubMed
Resumen

Las estructuras orgánicas covalentes (COF) y las estructuras orgánicas metálicas (MOF) permiten la construcción precisa de estructuras extendidas cristalinas. Estos materiales avanzados ofrecen porosidad ajustable y funcionalidad química para diversas aplicaciones.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Química
  • Nanotecnología

Sus antecedentes:

  • La química covalente tradicionalmente se centra en las moléculas discretas.
  • La unión de unidades moleculares en sólidos cristalinos presenta un desafío de cristalización significativo.
  • Los marcos orgánicos metálicos (MOF) y los marcos orgánicos covalentes (COF) representan un cambio de paradigma, extendiendo la química covalente a las estructuras extendidas.

Objetivo del estudio:

  • Resaltar el desarrollo de estrategias para superar el problema de la cristalización en la síntesis de MOF y COF.
  • Mostrar las propiedades y aplicaciones únicas que surgen de las estructuras cristalinas extendidas.
  • Enfatizar el potencial de los MOF y los COF en la creación de materiales funcionales con porosidad diseñada y complejidad química.

Principales métodos:

  • Desarrollo de estrategias sintéticas para superar el problema de cristalización en la formación de sólidos covalentes.
  • Utilizando grandes unidades de construcción molecular para crear estructuras abiertas y cristalinas.
  • Funcionalización covalente de MOF y COF después de la síntesis para introducir complejidad química.

Principales resultados:

  • Síntesis exitosa de numerosos MOF y COF cristalinos con porosidad ajustable.
  • Demostración de las reacciones covalentes en los marcos, conservando la cristalinidad y la porosidad.
  • Creación de construcciones mesoscópicas bien definidas, como los nanoMOF que encierran los nanocristales inorgánicos, mejorando sus propiedades.

Conclusiones:

  • Los MOF y los COF permiten un control preciso de la arquitectura, la porosidad y la funcionalidad del marco.
  • Estos materiales ofrecen una plataforma para la síntesis química avanzada y el diseño de materiales.
  • La capacidad de realizar modificaciones post-sintéticas abre caminos para la creación de nuevos materiales funcionales con propiedades a medida.