Le Dr Inhar Imaz et le professeur de l'ICREA Daniel Maspoch sont les cerveaux d'une nouvelle méthode de synthèse de la charpente organique métallique. Leur technique de séchage par pulvérisation devrait faire progresser considérablement la commercialisation des MOF.

Un groupe de partenaires du projet de l'UE (ProDIA) a développé avec succès des procédés de synthèse permettant la fabrication de matériaux de structure organométallique (MOF) à l'échelle industrielle. Ces méthodes innovantes ont considérablement réduit les coûts de production, permettant aux MOF d'avoir un prix compétitif par rapport à de nombreux matériaux leaders du marché. Avec la capacité d'offrir ces matériaux poreux avancés à un prix économiquement viable, les avantages escomptés de leurs performances supérieures peuvent maintenant être réalisés.

Les charpentes organiques métalliques (MOF) sont parmi les matériaux les plus intéressants à avoir émergé au cours des deux dernières décennies. Ce sont des solides en poudre composés de métaux ou d'amas métalliques liés par des ligands organiques en réseaux étendus, qui ont souvent une porosité très élevée de l'ordre des nanopores (1 nanomètre =10 ^-9 m). Ce sont ces petits pores ou cavités qui rendent ces matériaux MOF parfaitement adaptés au stockage de gaz tels que le CH 4 , H 2 , CO 2 , NH 3 et non, entre autres. Couplé à leur flexibilité chimique, Les MOF ont un grand potentiel dans un large éventail de secteurs couvrant l'énergie, applications environnementales et biologiques.

Le consortium a réalisé avec succès des avancées significatives dans deux domaines critiques pour l'industrialisation/la fabrication et la mise en forme/formulation des MOF. Plusieurs procédés de fabrication ont été explorés, développé et validé pour permettre la production à l'échelle de plusieurs kilos d'une gamme structurellement et chimiquement diversifiée de matériaux MOF. Des corps de forme appropriée et des formulations comprenant les poudres MOF fabriquées ont été fabriqués, caractérisé et testé pour une utilisation dans les domaines d'application clés du stockage de gaz pour une énergie mobile propre, solutions de refroidissement par chaleur résiduelle pour les centres de données, épuration de l'air, et la prévention des infections nosocomiales. Les données collectées lors de tests côte à côte avec des références de l'industrie prouvent les performances supérieures pouvant être obtenues à partir des matériaux fabriqués, confirmant leur immense potentiel d'avenir.

Un groupe de chercheurs dirigé par le Dr Inhar Imaz et le professeur ICREA Daniel Maspoch de l'Institut catalan des nanosciences et nanotechnologies (ICN2) ont développé l'une des nouvelles méthodes de synthèse de MOF :le séchage par atomisation. La méthode de séchage par atomisation de l'ICN2 a été publiée pour la première fois dans Chimie de la nature en 2013. Il a été breveté et licencié à un autre partenaire de ProDIA MOFApps d'ici 2015. Maintenant, il est passé du gramme au kilo en collaboration avec le groupe de recherche dirigé par le Pr. David Farrusseng (IRCELYON, CNRS), MOFApps et Axel'One.

La clé de ce voyage rapide du laboratoire à l'industrie est que la méthode a été adaptée à partir d'un processus industriel commun qui ne nécessite aucun équipement spécialisé. Il utilise également de l'eau comme milieu réactionnel, ce qui en fait un low-cost, voie respectueuse de l'environnement vers la production continue d'une gamme de MOF poreux. Unique en Europe, l'installation de preuve de concept située à Axel'One mesure 10,5 mètres de haut et produit plusieurs dizaines de kilos du MOF à base de cuivre, HKUST-1, en quelques heures seulement. Il s'agit d'une étape importante vers la production à l'échelle industrielle (~ 300 kg/jour) de MOF via le séchage par atomisation, ce qui donnerait à ces matériaux le prix compétitif dont ils ont besoin pour une utilisation massive.