L'ozone est un polluant atmosphérique problématique qui cause de graves problèmes de santé. Un matériau nouvellement développé indique non seulement rapidement et sélectivement la présence d'ozone, mais rend aussi simultanément le gaz inoffensif. Tel que rapporté par des chercheurs chinois dans Angewandte Chemie , les "systèmes deux en un" poreux fonctionnent également de manière fiable dans un air très humide.

Ozone (O 3 ) peut causer des problèmes de santé, comme des difficultés respiratoires, lésions pulmonaires, et les crises d'asthme. Les réglementations applicables en matière de sécurité au travail limitent donc les concentrations d'ozone admissibles sur le lieu de travail. Méthodes antérieures pour la détection de l'ozone, tels que ceux à base de semi-conducteurs, présentent divers inconvénients, y compris la consommation d'énergie élevée, faible sélectivité, et dysfonctionnement dû à l'air humide. Les techniques visant à réduire la concentration d'ozone reposaient jusqu'à présent principalement sur le charbon actif, absorption chimique, ou dégradation catalytique.

Une équipe dirigée par Zhenjie Zhang à l'Université de Nankai (Tianjin, Chine) s'est fixé pour objectif de développer un matériau capable à la fois de détecter rapidement et d'éliminer efficacement l'ozone. Leur approche utilise des matériaux appelés charpentes organiques covalentes (COF). Les COF sont des solides organiques bidimensionnels ou tridimensionnels avec des structures cristallines poreuses étendues; leurs composants sont liés entre eux par de fortes liaisons covalentes. Les COF peuvent être adaptés à de nombreuses applications grâce à la sélection de différents composants.

Les chercheurs sélectionnés facilement productibles, COF hautement cristallins constitués de systèmes cycliques aromatiques. Les blocs de construction individuels sont liés par des groupes conjonctifs appelés imines (un atome d'azote lié à un atome de carbone par une double liaison). Ceux-ci sont au centre de l'action.

Les COF imine indiquent la présence d'ozone par un changement de couleur rapide du jaune au rouge orangé, qui peut être vu à l'œil nu et enregistré par un spectromètre. Contrairement à de nombreux autres détecteurs, l'imine COF fonctionne également de manière très fiable, avec sensibilité, et efficacement à une humidité élevée et sur une large plage de températures. En présence d'eau, les molécules d'eau se lieront préférentiellement aux groupes imine. Par conséquent, affirment les chercheurs, un ion hydroxyde (OH ⁻ ) est libérée, qui réagit avec une molécule d'ozone. L'atome d'hydrogène chargé positivement reste lié au groupe imine, provoquant le changement de couleur. S'il y a plus d'ozone que d'eau (ou si l'air chargé d'ozone est complètement sec), l'excès d'ozone se lie aux groupes imine et les sépare. Chaque groupe imine dégrade deux molécules d'ozone. Cela provoque également un changement de couleur et la structure cristalline commence lentement à s'effondrer. L'imine COF ne se contente donc pas de détecter l'ozone, mais détruit également de manière fiable et efficace les gaz nocifs. Cela le rend plus efficace que la plupart des matériaux traditionnels utilisés à cette fin.