ISPM_science
TGlist रेटिंग
0
0
प्रकारसार्वजनिक
सत्यापन
असत्यापितविश्वसनीयता
अविश्वसनीयस्थान
भाषाअन्य
TGlist में जोड़ा गया
Nov 16, 2024समूह "ISPM_science" में नवीनतम पोस्ट
12.11.202410:01
🧩 Когда мы слышим слово "LEGO", первое, что приходит на ум, — это конструктор, в котором маленькие детали соединяются, образуя сложные конструкции.
Но что, если бы такие же принципы можно было применить на уровне молекул, создавая материалы с уникальными свойствами?
Именно этим и занимаются ученые, разрабатывая ковалентные органические каркасы или COFs (Covalent Organic Frameworks).
Эти структуры, как и LEGO, собираются из небольших блоков — органических молекул, соединенных ковалентными связями в упорядоченные сети.
Традиционно такие каркасы создаются из ароматических звеньев, что обеспечивает им высокую кристалличность и стабильность. Однако недавно опубликованная статья в Journal of the American Chemical Society продемонстрировала настоящий прорыв: исследователи показали, что для создания прочных и упорядоченных структур необязательно использовать только ароматические соединения. Данная статья очень быстро попала в коллекцию "ACS Editors' Choice" как работа, представляющая широкий общественный интерес.
Ну а теперь поподробнее. 🤓
Ученые из Национального Университета Сингапура (или сокращенно NUS) создали первый алифатический COF по реакции Шиффа (формирование иминных связей), а помимо этого, на основе полученной новинки получили полностью насыщенный каркас!
Первый алифатический COF получил название NUS-119, а первый полностью насыщенный на его основе - NUS-120.
В целом нетяжело догадаться, почему они получили такие названия. 😏
NUS-119 получали суспендированием 1,3,5,7-тетрааминоадаманатана (ТАА) и бицикло[2.2.2]октан-1,4-дикарбальдегида (BODA) в растворе 1,4-диоксана и с добавлением Sc(SO₃CF₃)₃ в качестве катализатора, а также с последующим воздействием ультразвука в течение часа при температуре 85 °C.
Возможно, на этом моменте многие уже догадались, что будет дальше 🤫
Для того, чтобы получить полностью насыщенный каркас на основе NUS-119, необходимо восстановить иминные связи до аминных.
Авторы работы так и поступили: с использованием борогидрида натрия (NaBH₄) они эффективно восстанавливали иминные группы, тем самым получив полностью насыщенный каркас — NUS-120.
Что же со свойствами нового материала? 👀
И NUS-119, и NUS-120 характеризуются хорошей термической стабильностью до 340 °C.
Часто такие органические каркасы используют в качестве фильтров, катализаторов и для хранения газов за счет очень развитой удельной поверхности, которая обусловлена высокой пористостью. Тем не менее удельная поверхность полученных материалов даже уступает их ближайшим конкурентам: 1050 м²/г¹ против 1900 м²/г¹ у COF-320.
Так ли стоит игра свеч? Авторы работы утверждают — определенно! 🔥
Они проверили каталитическую способность NUS-119 и NUS-120 в реакции конденсации Кновенагеля, а также сравнили с каталитической активностью COF-320. Реакция достигла высоких показателей конверсии продукта при использовании NUS-119 и NUS-120 — 88% и 98% соответственно против 47% при использовании COF-320.
Такие высокие показатели конверсии при использовании NUS-119 и NUS-120 связывают с высокой основностью, вызванной делокализацией электронов, все же в химической среде этих каркасов отсутствуют ароматические фрагменты. Отсутствие ароматических фрагментов также снижает стерические затруднения, а полностью насыщенная химическая структура NUS-120 устраняет возможное влияние π-электронов.
В целом можно сказать, что работа расширяет понимание материалов COF и закладывает основу для будущих исследований и применения полностью насыщенных COF.
Что же, будем обязательно ждать появления новых алифатических органических каркасов!
Но что, если бы такие же принципы можно было применить на уровне молекул, создавая материалы с уникальными свойствами?
Именно этим и занимаются ученые, разрабатывая ковалентные органические каркасы или COFs (Covalent Organic Frameworks).
Эти структуры, как и LEGO, собираются из небольших блоков — органических молекул, соединенных ковалентными связями в упорядоченные сети.
Традиционно такие каркасы создаются из ароматических звеньев, что обеспечивает им высокую кристалличность и стабильность. Однако недавно опубликованная статья в Journal of the American Chemical Society продемонстрировала настоящий прорыв: исследователи показали, что для создания прочных и упорядоченных структур необязательно использовать только ароматические соединения. Данная статья очень быстро попала в коллекцию "ACS Editors' Choice" как работа, представляющая широкий общественный интерес.
Ну а теперь поподробнее. 🤓
Ученые из Национального Университета Сингапура (или сокращенно NUS) создали первый алифатический COF по реакции Шиффа (формирование иминных связей), а помимо этого, на основе полученной новинки получили полностью насыщенный каркас!
Первый алифатический COF получил название NUS-119, а первый полностью насыщенный на его основе - NUS-120.
В целом нетяжело догадаться, почему они получили такие названия. 😏
NUS-119 получали суспендированием 1,3,5,7-тетрааминоадаманатана (ТАА) и бицикло[2.2.2]октан-1,4-дикарбальдегида (BODA) в растворе 1,4-диоксана и с добавлением Sc(SO₃CF₃)₃ в качестве катализатора, а также с последующим воздействием ультразвука в течение часа при температуре 85 °C.
Возможно, на этом моменте многие уже догадались, что будет дальше 🤫
Для того, чтобы получить полностью насыщенный каркас на основе NUS-119, необходимо восстановить иминные связи до аминных.
Авторы работы так и поступили: с использованием борогидрида натрия (NaBH₄) они эффективно восстанавливали иминные группы, тем самым получив полностью насыщенный каркас — NUS-120.
Что же со свойствами нового материала? 👀
И NUS-119, и NUS-120 характеризуются хорошей термической стабильностью до 340 °C.
Часто такие органические каркасы используют в качестве фильтров, катализаторов и для хранения газов за счет очень развитой удельной поверхности, которая обусловлена высокой пористостью. Тем не менее удельная поверхность полученных материалов даже уступает их ближайшим конкурентам: 1050 м²/г¹ против 1900 м²/г¹ у COF-320.
Так ли стоит игра свеч? Авторы работы утверждают — определенно! 🔥
Они проверили каталитическую способность NUS-119 и NUS-120 в реакции конденсации Кновенагеля, а также сравнили с каталитической активностью COF-320. Реакция достигла высоких показателей конверсии продукта при использовании NUS-119 и NUS-120 — 88% и 98% соответственно против 47% при использовании COF-320.
Такие высокие показатели конверсии при использовании NUS-119 и NUS-120 связывают с высокой основностью, вызванной делокализацией электронов, все же в химической среде этих каркасов отсутствуют ароматические фрагменты. Отсутствие ароматических фрагментов также снижает стерические затруднения, а полностью насыщенная химическая структура NUS-120 устраняет возможное влияние π-электронов.
В целом можно сказать, что работа расширяет понимание материалов COF и закладывает основу для будущих исследований и применения полностью насыщенных COF.
Что же, будем обязательно ждать появления новых алифатических органических каркасов!
रिकॉर्ड
27.02.202507:05
0
सदस्य27.02.202507:05
उद्धरण सूचकांक27.02.202507:05
0
प्रति पोस्ट औसत दृश्य27.02.202507:05
0
प्रति विज्ञापन पोस्ट औसत दृश्य27.02.202507:05
0.00%
ER27.02.202507:05
0.00%
ERRSorry, metrics are empty. Styled block will be implemented soon... 😢
अधिक कार्यक्षमता अनलॉक करने के लिए लॉगिन करें।