Control químico de la estructura y de la absorción de huéspedes mediante un material poroso conformacionalmente móvil

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) son materiales porosos con aplicaciones en sorción y catálisis.
• Los MOF rígidos poseen un mínimo de energía único, a diferencia de las proteínas que navegan por múltiples estructuras metestables.
• Los MOF flexibles ofrecen potencial para cambios estructurales dinámicos, análogos a la flexibilidad conformacional de las proteínas.

Objetivo del estudio:

• Demostrar que los MOF flexibles pueden exhibir múltiples estructuras cristalinas a través de cambios de conformación de enlaces.
• Investigar el control químico de la sorción del huésped mediante la inducción de cambios conformacionales en los enlaces MOF.
• Revelar un panorama energético conformacional de múltiples mínimos para los MOF flexibles.

Principales métodos:

• Sintetizó un MOF flexible con enlaces péptidos capaces de girar.
• Utilizó la difracción de rayos X para identificar nueve estructuras cristalinas distintas.
• Se ha investigado la absorción de invitados de pequeñas moléculas provocada por la inducción química de cambios conformacionales de péptidos.

Principales resultados:

• La rotación alrededor de los enlaces covalentes en los enlaces péptidos dio como resultado nueve estructuras cristalinas distintas.
• El MOF exhibe un paisaje de energía conformacional con múltiples mínimos estructurales.
• El cambio conformacional del péptido activado químicamente moduló la actividad de sorción del huésped.

Conclusiones:

• Los MOF flexibles pueden poseer múltiples estructuras metestables, formando un paisaje de energía conformacional.
• El control químico de la conformación del enlace permite ajustar la geometría de los poros y la química de la superficie.
• Este enfoque proporciona una nueva ruta para el diseño de materiales de marco abierto receptivos.