Открытия в области оптоэлектроники. Исследования металлоорганических каркасов.

Ученые из России впервые продемонстрировали трансформацию структуры и размера пор металлоорганического каркасного соединения под воздействием внешних факторов. Эти данные могут открыть новые перспективы для создания электрооптических датчиков. Результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions.

Металлоорганические каркасные соединения (MOFs) — это гибридные материалы, которые обладают пористой структурой. Они состоят из ионов металлов, связанных с органическими молекулами, образуя каркасную решетку. Внешние воздействия, такие как влажность, температура и электромагнитное излучение, могут изменять размеры пор этого каркаса, что делает его идеальным для поглощения и хранения химических веществ. Однако для дальнейшего развития технологии необходимо лучше понимать, как контролировать переход пор из открытого в закрытое состояние и обратно.

"Наше исследование обнаружило простое преобразование металлоорганического соединения при комнатной температуре и обычной влажности и давлении."

— Александр Крылов, старший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с коллегами из Санкт-Петербурга и Челябинска изучали трансформацию пор металлоорганического каркасного полимера DUT-4. Этот материал, состоящий из ионов алюминия и полимерных частиц, меняет свою структуру под воздействием влажности, что было впервые подтверждено в ходе экспериментов. Исследования показали, что при повышении влажности до 80% поры заполняются водяным паром и деформируются, создавая промежуточное состояние между упорядоченной и искаженной структурой.

Важным открытием стало то, что изменения структуры каркаса влияют на его оптические и электронные свойства. Облучение белым светом увеличивало оптическое пропускание в инфракрасном диапазоне, а электрические измерения показали повышение проводимости при поглощении паров воды. Эти свойства делают DUT-4 перспективным материалом для создания оптоэлектронных устройств и сенсоров.

Кроме того, структура каркаса может быть восстановлена после воздействия вакуума, что делает его пригодным для многократного использования, снижая затраты и влияние на окружающую среду.

Источник информации: Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»

Фото: Freepik