Les chimistes des matériaux du Royaume d'Arabie saoudite ont mis au point un solide superporeux constitué d'un patchwork d'ions métalliques et de lieurs organiques (un cadre métal-organique, ou MOF) qui peut aspirer jusqu'à 200% de son propre poids en humidité atmosphérique. La technologie, présenté le 11 janvier dans la revue Chimie , pourrait être appliqué à la régulation des taux d'humidité, en particulier dans les environnements confinés tels que les cabines d'avions et les bâtiments climatisés.

"Je ne suis pas surpris que les MOF surpassent les solides existants dans leur absorption de capacité en eau, " dit l'auteur principal Mohamed Eddaoudi, de l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah. "Modularité des MOF, des surfaces ultra-élevées, et de grands volumes de pores, combiné avec la capacité de contrôler la fonctionnalité de la surface des pores et la taille et la forme des pores, placent les MOF comme candidats potentiels pour des systèmes de contrôle de l'humidité économes en énergie et rentables."

Matériaux superabsorbants à porosité permanente, avec la stabilité hydrolytique requise combinée et une absorption d'eau importante, sont difficiles à fabriquer car la plupart des solides poreux sont soit trop denses, soit trop réactifs à l'eau. Eddaoudi et ses collaborateurs ont surmonté ce problème avec leur conception de Cr- soc -MOF-1, un MOF composé d'ions chrome liés entre eux par des ligands organiques à base de carboxylate qui laissent des cages et des canaux bien définis pour que l'eau s'accumule. Les ions chrome sont maintenus en place par des fragments carboxylates de manière bidentée, former un amas rigide d'hexacarboxylate oxo-trinucléaire de chrome(III), en s'assurant que le Cr- soc L'adsorbant -MOF-1 possède la stabilité hydrolytique requise.

Les chercheurs ont testé Cr- soc -Les propriétés d'adsorption d'eau du MOF-1 et ont constaté que lorsque l'humidité relative augmente jusqu'à 55%, la quantité d'eau adsorbée augmente progressivement, suivi d'une forte reprise d'eau entre 60 et 75 % d'humidité relative. Comme ce point, le MOF atteint sa capacité maximale, où il peut capter près du double de son poids en eau adsorbée (1,95 g/g). De façon marquée, Cr- soc -MOF-1 maintient son intégrité structurelle et ses performances sur plus de 100 cycles d'adsorption-désorption de vapeur d'eau testés.

Maintenant que les chercheurs disposent d'un matériau capable de réguler facilement l'humidité (absorbe et désorbe), ils sont engagés dans un travail de collaboration pour développer des moyens de créer un dispositif de contrôle de l'humidité.

"En 20 ans, nous sommes passés d'un folklore selon lequel les MOF ne sont pas stables et ne sont que de jolies structures à des MOF avec une stabilité hydrolytique sans précédent et des propriétés exceptionnelles pertinentes pour la sécurité énergétique et la durabilité environnementale, » dit Eddaoudi. « Il ne fait aucun doute dans mon esprit que l'avenir des MOF est radieux, et la seule limitation sera l'imagination du scientifique sur l'endroit où les MOF peuvent être déployés de manière efficace et efficiente. »