Definições e representações gráficas da família MOFaxane. a MOFaxane, b pseudoMOFaxane, c polyMOFaxane e d polypseudoMOFaxane. PseudoMOFaxane não tem tampa nas cadeias de polímero, enquanto MOFaxane tem tampas por definição. PolyMOFaxane e polypseudoMOFaxane possuem estruturas de rede nas quais cada cadeia de polímero encadeia vários microcristais de MOF, formando uma rede topológica. Neste trabalho, o polypseudoMOFaxane, d foi fabricado. Crédito: Natureza Comunicações (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38835-5
Uma equipe de químicos e cientistas de materiais da Universidade de Tóquio desenvolveu uma nova classe de sistemas supramoleculares interligados, combinando estruturas metal-orgânicas com rotaxanos. Em seu estudo, relatado na revista Natureza Comunicaçõeso grupo combinou as duas estruturas e encontrou possíveis usos para os resultados.
As estruturas metal-orgânicas (MOFs) são compostos feitos com íons metálicos de forma a criar estruturas uni, bidimensionais ou tridimensionais. Os ligantes resultantes são conhecidos no mundo da química como ligantes ou struts. Eles são normalmente usados para fabricar produtos como equipamentos de detecção, máquinas que armazenam energia ou aquelas que separam e purificam líquidos. Eles também têm sido usados para imagens biológicas e administração de medicamentos.
Os rotaxanos são estruturas moleculares que estão interligadas em formas de halteres. Eles são criados encadeando moléculas cíclicas em outras moléculas e, em seguida, aplicando tampas nas extremidades. Eles são normalmente usados como interruptores moleculares em dispositivos eletrônicos e, às vezes, como transportadores. Nesse novo esforço, a equipe de pesquisa desenvolveu uma maneira de conectar os dois tipos de compostos para criar novos tipos de estruturas interligadas.
Os pesquisadores notaram que os MOFs têm poros de tamanho nanométrico, que são usados para coordenar interações com outras estruturas moleculares, uma propriedade que os tornou úteis em uma ampla variedade de aplicações. Eles também observaram que os rotaxanos são máquinas moleculares. Olhar para as duas estruturas deu a eles a ideia de conectá-las.
Eles descobriram que fazer isso era relativamente fácil. Eles simplesmente enfiaram cadeias de polímero rotaxano através dos poros em um MOF feito de cobre. Isso levou à criação do que eles chamam de MOFaxanes. Eles observaram que, ao usar polímeros extralongos, foram capazes de reverter os tipos de relacionamentos normalmente vistos com MOFs e seus “convidados”, permitindo maiores diferenças de tamanho entre os dois do que o normal. Eles também observam que, como os MOFs são tão ajustáveis, a variedade de tipos e tamanhos de estruturas MOFaxane criáveis deve ser virtualmente ilimitada.
Tomoya Iizuka et al, Uma abordagem para MOFaxanes enfiando polímeros ultralongos através de microcristais de estrutura metal-orgânica, Natureza Comunicações (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38835-5
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Citação: Uma nova classe de sistemas supramoleculares interligados: MOFaxanes (2023, 23 de junho) recuperado em 23 de junho de 2023 em https://phys.org/news/2023-06-class-interlocking-supramolecular-mofaxanes.html
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