Международная исследовательская группа под руководством доктора Флориана Аураса из Дрезденского технологического университета (TUD) преуспела в разработке нового типа материала в довольно молодой области исследований ковалентных органических каркасов. Новый двумерный полимер отличается тем, что его свойствами можно целенаправленно и обратимо управлять. Это приблизило исследователей на шаг к цели реализации переключаемых квантовых состояний.
Эти результаты были недавно опубликованы в журнале Nature Chemistry.
Пористые ковалентные органические каркасы (COF) представляют собой класс высокоупорядоченных пористых материалов , состоящих из органических молекул , связанных ковалентными связями с образованием сети. Они позволяют создавать функциональные материалы с молекулярной точностью. Подобно металлоорганическим каркасам (MOF), которые были открыты около 25 лет назад и уже достигли рыночной зрелости, COF обладают весьма многообещающими структурными, оптическими и электронными свойствами для многочисленных применений; например, в хранении газа и жидкости, катализе, сенсорных технологиях и энергетике.
Предыдущие исследования COF в основном были сосредоточены на создании жестких каркасов со статическими свойствами материала. Доктор Флориан Аурас и его команда на кафедре молекулярных функциональных материалов в TUD разработали стратегию создания динамических двумерных COF, которые могут контролируемым образом открывать и закрывать свои поры, подобно губке.
«Основная цель исследования заключалась в том, чтобы снабдить эти каркасы, которые обычно очень точно упорядочены, но жесткие, точно нужной степенью гибкости, чтобы их структуру можно было переключать с компактной на пористую. Добавляя растворитель в молекулярную губку, мы теперь можно временно и обратимо изменить локальную геометрию, а также оптические свойства , такие как цвет или флуоресценция», — говорит доктор Аурас.
Способность целенаправленно переключать структурные и оптоэлектронные свойства материалов вперед и назад делает материалы особенно интересными для будущих приложений в электронике и информационных технологиях.
«Результаты наших исследований составляют основу для наших дальнейших исследований полимеров, реагирующих на стимулы, особенно с целью реализации переключаемых квантовых состояний. Работая над COF, я всегда поражаюсь тому, насколько точно можно манипулировать их свойствами, управляя молекулярной структурой», добавляет доктор Аурас.
