Controlar el transporte de carga en MOF conductores 2D - El papel de los ligandos ricos en nitrógeno y la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas bidimensionales conductoras de electricidad (2D-e-MOF) son materiales funcionales prometedores.
• La funcionalización química post-sintética y el ajuste fino de las propiedades de transporte en 2D-e-MOF siguen siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar nuevos isostruturales 2D-e-MOF con sitios reactivos para la postfuncionalización.
• Investigar el impacto de la modificación química en las propiedades de transporte eléctrico de los 2D-e-MOF.

Principales métodos:

• Síntesis de dos isostruturales 2D-e-MOF, Ni3 ((HITAT) 2 y Ni3 ((HITBim) 2 , utilizando los nuevos ligandos HATAT y HATBim.
• Medición de la conductividad a granel y del transporte de la carga dependiente de la temperatura.
• Análisis de la teoría funcional de la densidad (DFT) de la estructura electrónica.
• Funcionalización covalente post-sintética con grupos metanesulfonilo.

Principales resultados:

• El Ni3 ((HITAT) 2) y el Ni3 ((HITBim) 2) exhiben un transporte de carga activado por la temperatura con conductividades de 44 y 0,5 mS cm-1, respectivamente.
• El análisis DFT reveló diferencias en la distribución de la densidad de electrones y la energía LUMO entre los ligandos HATAT y HATBim.
• La postfuncionalización de Ni3 ((HITAT) 2) con grupos metanesulfonilo moduló la conductividad eléctrica en aproximadamente 20 veces.

Conclusiones:

• Los 2D-e-MOF desarrollados ofrecen sitios reactivos para la modificación post-sintética.
• La funcionalización química proporciona una ruta para ajustar con precisión la conductividad eléctrica de los 2D-e-MOF.
• Este trabajo presenta una estrategia para diseñar materiales funcionales porosos con propiedades químicas y eléctricas adaptadas.