Des chercheurs de l'Université de Göteborg ont produit un matériau poreux et stable dans lequel les cavités peuvent être utilisées pour stocker diverses substances. Le matériau peut être utilisé à la fois dans l'industrie pharmaceutique et pour la filtration au niveau moléculaire.

Les matériaux poreux sont très intéressants pour les scientifiques car ils peuvent interagir avec des particules invitées, telles que des ions, des atomes et des molécules, dans les cavités du matériau. Les matériaux poreux inorganiques comme les zéolithes sont déjà utilisés dans les détergents, où ils jouent un rôle en échangeant leurs propres ions sodium contre les ions calcium de l'eau pour la transformer en eau douce.

Le problème avec les matériaux poreux inorganiques est le manque de flexibilité pour les concevoir selon les besoins.

Plus facile à concevoir

"Nous avons fondé notre découverte sur la recherche des liaisons carbonées covalentes récompensée par le prix Nobel en 2010. Par le passé, nous avons pu créer des matériaux organiques et poreux sous forme de poudre à l'aide de molécules de carbone, mais cette approche est la mieux adaptée au stockage des gaz dans le cavités. Nous pouvons désormais construire un matériau avec des couches de couches minces qui est beaucoup plus stable et plus facile à concevoir selon nos spécifications », explique Martin Ratsch, doctorant au Département de chimie et biologie moléculaire.

Ratsch construit des films poreux sur une fine plaque d'or, où les liaisons covalentes de carbone créent une surface poreuse stable. En ajoutant une quantité contrôlée de molécules à base de carbone activées par l'élément palladium, il peut créer des films poreux avec l'épaisseur souhaitée et avec des cavités de la bonne taille. Le résultat est une surface lisse qui permet aux chercheurs de combiner des couches de films aux propriétés différentes, un peu comme un biscuit au chocolat. Des substances peuvent être placées dans les cavités à l'intérieur du matériau selon les besoins.

"Il existe plusieurs domaines d'application. Le film poreux peut également jouer le rôle de membrane dans les batteries, lorsque l'on veut contrôler le nombre d'ions qui peuvent le traverser."

Fonctionne également comme filtre

Ratsch souligne également que le nouveau matériau pourrait être un moyen intéressant de filtrer les solutions jusqu'au niveau moléculaire, puisque la taille des cavités peut être déterminée. Il pourrait théoriquement être possible de filtrer la vodka afin que les molécules d'éthanol soient piégées, tandis que les plus petites molécules d'eau peuvent passer à travers les cavités.

Le film poreux a été produit en laboratoire à très petite échelle. De nombreuses recherches restent à faire, surtout si le processus doit être moins coûteux.

"Nous utilisons une fine feuille d'or pour construire le matériau et du palladium comme catalyseur pour créer les liaisons carbone covalentes. Nous devons trouver une autre substance comme catalyseur avant de pouvoir augmenter la production. Cela devrait être la prochaine étape de la recherche, et cela peut prendre 10 ans avant que ce matériau ne devienne commercialement viable."

La thèse s'intitule "Towards 3D Covalent Organic Framework Films" et est publiée en ligne. + Explorer plus loin

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