octubre 18, 2021

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Fusión de vidrio de compuestos insolubles

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Waheed Nozari, de la Universidad de Jena, utiliza un microscopio para examinar el nuevo vidrio sintético, que consiste en un compuesto de marco orgánico de metal no fundido (MOF). Crédito: Jens Meyer / Universidad de Jena

Los anteojos son una parte indispensable de la vida cotidiana. Una de las principales razones de esto es que los objetos de vidrio se pueden fabricar de forma casi universal y económica en una variedad de formas y tamaños utilizando sus correspondientes materiales de fusión. El procesamiento en la fase líquida (viscosa) proporciona una versatilidad que es difícil de lograr con otros materiales. Sin embargo, esto presupone que el material del que está hecho el vidrio en términos de composición química puede fundirse en absoluto.


Los llamados MOF, para abreviar, MOF, han atraído un gran interés en los últimos años. Debido a sus propiedades especiales, se considera que tienen un gran potencial para futuras aplicaciones en tecnología energética y ambiental, pero también como componentes de sensores y en las ciencias biológicas y de la vida. Por ejemplo, los MOF se pueden utilizar como materia prima para membranas de filtrado para la separación de gases en procesos técnicos de combustión o para el tratamiento del agua. La base de muchas aplicaciones posibles es sobre todo una propiedad sobresaliente de los MOF: su alta porosidad y que es altamente controlable. Los materiales MOF consisten en moléculas inorgánicas unidas con moléculas orgánicas para formar una red de poros. Dado que los MOF se encuentran principalmente en forma de polvo, el principal desafío para el campo es la producción de componentes a granel. Aquí es donde entran en juego las gafas.

El compromiso entre propiedades y procesabilidad

Pero salvo unas pocas excepciones, la porosidad de todas las cosas evita que el material sea soluble y, por lo tanto, se puede procesar en componentes de la forma deseada. Los químicos de la Universidad Friedrich Schiller en Jena, Alemania, y la Universidad de Cambridge, Reino Unido, han encontrado una solución a este problema. Informan sobre los resultados de su investigación en el número actual de Conexiones con la naturaleza.

Para producir componentes para aplicaciones industriales A partir de MOF, se puede procesar en el llamado vidrio híbrido, por ejemplo. Sin embargo, para hacer esto, debe fundirlo, un proceso que no es sencillo en este caso específico. Hasta la fecha, se ha demostrado que solo unos pocos candidatos para esta clase de materiales son solubles. “En la mayoría de los materiales MOF conocidos, la alta porosidad es una de las razones por las que, al calentarse, se descomponen térmicamente antes de alcanzar punto de fusionWaheed Nozari, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Ciencias del Vidrio de la Universidad de Jena, explica que es la propiedad lo que hace que estos materiales sean tan interesantes que también está prohibido tratarlos con vidrio Camino.

Determinación de grupos de líquidos iónicos, matrices de estructuras orgánico-orgánicas y condiciones de fusión.

Entonces, ¿cómo se puede hacer que una sustancia insoluble sea soluble para formarla y procesarla en su estado líquido? El equipo dirigido por la profesora Jenna Lothar Wondrashek ha encontrado una respuesta a esta pregunta. “Hemos llenado los poros con un fluido iónico que estabiliza superficie interior De tal manera que el material finalmente se disuelve antes de descomponerse “, explica Wondraczek. Los investigadores pudieron demostrar cómo los materiales naturalmente insolubles de la familia MOF de estructuras de imidazolato de zeolita (ZIF) pueden convertirse en un estado líquido. Finalmente, vidrio. De esta forma, es posible obtener el componente requerido, por ejemplo, en forma de película o tableta. Los restos del líquido iónico utilizado después del modelado se pueden lavar “.

La clave para las aplicaciones futuras son las interacciones que ocurren entre el líquido iónico y el material MOF. Esto determina la reversibilidad del proceso, es decir, la posibilidad de lavar el líquido adicional después del proceso de fusión. Si las reacciones no se adaptan, la superficie de los poros es insuficientemente estable o existe un enlace químico irreversible entre el MOF y partes del líquido iónico. Por lo tanto, las combinaciones óptimas de fluidos, materiales de matriz y condiciones de fusión deben determinarse con el objetivo de la aplicación deseada, de manera que los objetos de gran volumen sean factibles.


Nuevos materiales de vidrio hechos de ingredientes orgánicos e inorgánicos.


más información:
Vahid Nozari et al, El líquido iónico facilitó la fusión de la estructura organometálica ZIF-8, Conexiones con la naturaleza (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-25970-0

La frase: Vasos disueltos de compuestos insolubles (2021, 29 de septiembre) Obtenido el 29 de septiembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-09-glasses-unmeltable-compounds.html

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