La RMN Zn de campo ultraalto revela trastornos de corto alcance en vidrios de marco de imidazolato zeolítico

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Espectroscopia

Sus antecedentes:

• Las estructuras de imidazol zeolítico (ZIF) son una clase de estructuras metal-orgánicas (MOF).
• Comprender la estructura de los vidrios ZIF es crucial para dilucidar sus mecanismos de formación de vidrio.
• El calentamiento por fusión es un método común para producir materiales ZIF amorfos.

Objetivo del estudio:

• Para detectar y caracterizar directamente el trastorno de corto alcance en las gafas ZIF fundidas.
• Investigar la transformación de los sitios de zinc (Zn) durante la transición al vidrio.
• Explorar la relación entre la química del ligando, el trastorno estructural y el comportamiento de transición de fase en las gafas ZIF.

Principales métodos:

• Se empleó la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido de zinc-67 de campo ultraalto.
• Análisis de espectros de RMN para identificar y cuantificar diferentes entornos de coordinación de Zn.
• Comparación de los datos espectrales de las gafas ZIF y sus contrapartes cristalinas de origen.

Principales resultados:

• Se logró la detección directa del trastorno de corto alcance en las gafas ZIF.
• Dos sitios distintos de Zn en ZIFs cristalinos transformados en un solo sitio de Zn tetraédrico en el estado vidrioso.
• Se observó una amplia distribución de los parámetros estructurales para el sitio tetraédrico de Zn en las gafas ZIF.
• La química del ligando influyó en el comportamiento de la transición de fase, pero no en el grado de trastorno de corto alcance.

Conclusiones:

• El estudio revela las principales relaciones estructura-propiedad en las gafas ZIF.
• Los hallazgos proporcionan información fundamental sobre la estructura a nivel atómico de los MOF amorfos.
• Este conocimiento puede guiar el diseño racional de nuevos vidrios de marco metálico-orgánico con propiedades a medida.