Transformación entre marcos orgánicos covalentes 2D y 3D a través de la cicloadición reversible [2 + 2]

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química de los polímeros
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Los marcos orgánicos covalentes (COF) ofrecen propiedades sintonizables, pero transformar su dimensionalidad es un desafío.
• El control de la dimensionalidad de los COF afecta sus comportamientos mecánicos, electrónicos y conductivos.

Objetivo del estudio:

• Para informar de la primera transformación entre los COF 2D y 3D.
• Investigar la reversibilidad de esta transformación y su efecto en las propiedades del material.

Principales métodos:

• Irradiación en el borde de la absorción de poli (arilenovinile) COFs 2D para inducir la cicloadición [2 + 2].
• Tratamiento térmico (200 °C) para inducir la ciclo-reversión y recuperar los COF en 2D.
• Caracterización de las propiedades mecánicas, electrónicas, ópticas y conductoras.

Principales resultados:

• Transformación exitosa inducida por la luz de los FOC 2D a los 3D mediante cicloadición [2 + 2].
• Transformación reversible obtenida mediante calentamiento, conservando la cristalinidad de los FOC.
• Se observaron cambios significativos en la absorción UV-Vis, la luminiscencia, la estructura de las bandas y el comportamiento de dopaje ácido.
• Conductividad de iones demostrada a temperatura ambiente (1.8 × 10−4 S/cm para 2D, 3.5 × 10−5 S/cm para 3D) y conductividad de protones (1.7 × 10−2 S/cm para 2D, 2.2 × 10−3 S/cm para 3D).

Conclusiones:

• La transformación de dimensión en los COF se puede lograr a través de reacciones fototérmicas reversibles.
• Esta transformación ofrece una nueva vía para ajustar las propiedades de COF para aplicaciones potenciales en el almacenamiento de energía y la electrónica.