y combinant différents atomes métalliques (par exemple zinc, Zn, ou cuivre, Cu) avec les chaînes polymères moléculaires (ou ligands), les scientifiques peuvent contrôler la structure résultante. En contrôlant la structure, les scientifiques peuvent concevoir une structure qui peut séparer les gaz mélangés (par exemple, piégeant le dioxyde de carbone et non l'azote). Crédit :Pr Seth Cohen, Université de Californie, San Diego
La chaleur et l'humidité peuvent endommager les matériaux. Les conditions à l'intérieur des cheminées endommagent souvent les matériaux qui pourraient éliminer le dioxyde de carbone. Cela est particulièrement vrai pour les charpentes métallo-organiques (MOF), qui éliminent le dioxyde de carbone dans des conditions plus douces. Pour épurer les gaz résiduaires générés par les procédés industriels et dans la production d'énergie, les scientifiques ont créé un nouveau matériau hybride. Ils ont combiné des polymères avec des ions métalliques pour créer un espace ouvert, matière spongieuse. Le résultat, appelé polyMOF, est plus stable que les MOF traditionnels. Il a également une affinité pour certains gaz, y compris le dioxyde de carbone.
Les polyMOF ouvrent une nouvelle voie pour créer des matériaux tolérants à l'eau qui séparent les gaz de combustion industriels. A l'intérieur des cheminées, la chaleur et l'humidité rendent difficile l'extraction du dioxyde de carbone. Les PolyMOF fonctionnent bien dans des conditions aussi difficiles.
Les chercheurs ont développé une nouvelle classe de matériaux poreux qui ont le potentiel de combiner les meilleures propriétés des solides inorganiques et flexibles, polymères transformables. Ces matériaux sont appelés polyMOFs (pour polymère+métal-organique charpentes). Des chercheurs de l'Université de Californie, San Diego, en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Floride, découvert que certains polymères pouvaient être amenés à former des pores poreux, Solides 3D. Le nouveau matériau est analogue aux structures métallo-organiques traditionnelles qui sont formées de petites molécules de liaison coordonnées aux atomes métalliques.
Etudes complémentaires, réalisée avec des chercheurs de l'armée américaine, ont constaté que ces polyMOF sont assez stables dans des conditions environnementales (par exemple, humidité). Les charpentes métallo-organiques traditionnelles ne sont souvent pas stables dans de telles conditions. Les résultats établissent que ces nouveaux matériaux polyMOF peuvent surmonter les lacunes des matériaux MOF traditionnels.
Les PolyMOF peuvent potentiellement servir de matériaux pour la séparation du dioxyde de carbone des autres gaz, comme le méthane et l'azote. Ainsi, ces nouveaux matériaux pourraient aider à résoudre des problèmes importants dans le secteur des technologies énergétiques, comme le piégeage et la séquestration du dioxyde de carbone.
