Construcción de una arquitectura jerárquica de marcos orgánicos covalentes a través de un enfoque postsinthetico

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Química supramolecular

Sus antecedentes:

• Las estructuras orgánicas covalentes (COF) son materiales porosos cristalinos construidos a partir de unidades orgánicas.
• La fabricación de arquitecturas COF jerárquicas con dominios controlados es un desafío.
• Los métodos existentes carecen de enfoques fáciles para estructuras complejas de COF.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un enfoque post-sintético fácil para las arquitecturas de COF jerárquicas.
• Para controlar las estructuras de dominio (homogéneas frente a huecas en el núcleo) dentro de los COF.
• Mejorar las propiedades funcionales de los FOC mediante un diseño jerárquico.

Principales métodos:

• Se utilizó la química covalente dinámica (DCC) en la interfaz sólido-líquido.
• COF preparados en 2D enlazados con iminas con diferentes grupos aromáticos.
• Cinética de reacción posintética controlada para lograr diferentes estructuras de dominio.
• Estructuras caracterizadas mediante RMN y TEM en estado sólido.

Principales resultados:

• Fabricación exitosa de COF estructurados jerárquicamente con dominios controlados homogéneos y huecos en el núcleo.
• Los COF modificados posintéticamente exhibieron áreas superficiales BET 2 veces mayores que las fases de origen debido a una mayor cristalinidad.
• Isotermas de adsorción de vapor de H2O y hidrofilidad del material controladas con precisión.
• Ventajas funcionales demostradas derivadas de la distribución de diferentes dominios de COF.

Conclusiones:

• El enfoque post-sintético basado en DCC proporciona una ruta fácil a las arquitecturas de COF jerárquicas.
• Los COF jerárquicos ofrecen una mayor superficie y propiedades sintonizables en comparación con los materiales monofásicos.
• Este método abre nuevas vías para el diseño de FOC con funcionalidades inalcanzables en materiales monofásicos.