Исследователи разработали метод улучшения разделения химических изомеров за счет контроля молекулярной диффузии. Используя тонкую пленку металлоорганического каркаса, они применили динамические химические взаимодействия для регулирования динамики пор и предпочтений обратной диффузии изомеров. Их работа опубликована в журнале Nature Communications.
Технологии химического разделения (газа, углеводородов, изотопов, изомеров) необходимы в нашей повседневной жизни. Продолжаются глобальные усилия по упрощению процессов разделения и очистки с использованием методов химической технологии и новых материалов.
Пористые материалы, действующие как мембраны, позволяют добиться такого разделения с минимальными энергозатратами и меньшим выбросом углекислого газа, что делает процесс экономически и экологически устойчивым.
Однако повышение эффективности остается сложной задачей. Достижение этого требует более глубокого понимания и контроля молекулярных взаимодействий и процессов диффузии (движения молекул в порах).
Исследовательская группа из Института фундаментальных исследований Тата в Хайдарабаде под руководством Ритеша Халдара разработала стратегию усиления контроля над процессом химической диффузии.
Изомеры — это молекулы, имеющие одинаковый химический состав, но разную геометрию и, как следствие, разные химические свойства.
Разделение химических изомеров требует точного контроля размера пор и химических функций. Крошечные размеры молекул требуют пор размером 10-10 мкм. Поскольку изомеры незначительно различаются по размеру, иногда порядка нескольких ангстрем, разработать молекулярное сито, которое могло бы эффективно разделять изомеры в зависимости от размера, является непростой задачей.
Для проведения эксперимента по контролируемой диффузии исследователи использовали нанопористый упорядоченный материал, известный как металлоорганический каркас.
