​Российские химики получили полимер с высокой протонной проводимостью. Это открывает возможности для создания нового класса материалов, применимых для разделения смесей, хранения газов, в качестве сенсоров, химических источников тока и систем адресной доставки лекарств. Результаты работы опубликовал Chemistry-A European Journal, кратко об этом пишет пресс-служба Министерства науки и высшего образования (Минобрнауки).

Металл-органические координационные полимеры (МОКП) – это новый перспективный класс соединений, которые создают на основе неорганических строительных блоков, состоящих из одного или нескольких ионов металлов, соединенных друг с другом при помощи органических мостиков. Эти объекты привлекают внимание исследователей благодаря практически неограниченным возможностям структурного дизайна новых соединений и широкому спектру свойств. Поиск способов направленного дизайна металл-органических каркасов c заданными свойствами - сегодня одна из важнейших задач для разработки новых материалов.

"Способ получения металл-органического пористого материала на основе порфирината никеля с уникальной величиной протонной проводимости – одной из наиболее высоких для всех известных соединений этого класса – разработан учеными из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН при участии коллег из Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН и Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН", – говорится в сообщении.

По словам одного из авторов работы, главного научного сотрудника Института общей и неорганической химии РАН Юлии Горбуновой, металл-органические координационные полимеры с высокоупорядоченной структурой обладают уникальными свойствами. Так, например, материал весом в 1 грамм может иметь площадь поверхности, равную площади футбольного поля.

"Благодаря этому МОКП проявляют рекордные сорбционные характеристики среди всех пористых материалов. Такие материалы могут удерживать в своих порах различные газы, использоваться в качестве эффективных катализаторов органических реакций, а также в качестве сенсоров или средств доставки лекарственных препаратов пролонгированного действия. Области их применения расширяются с каждым днем", – отмечает Горбунова.

Так, одним из перспективных направлений считается водородная энергетика, где такие материалы могут использоваться в качестве протонных проводников в топливных элементах – альтернативных источниках чистой энергии. Существует ряд материалов с высокой протонной проводимостью, например, нафион, который уже используется в промышленных топливных элементах. Однако у этих материалов есть недостатки, в частности, узкий диапазон рабочих температур, что ограничивает их применение.

Рекордный полимер

В новой работе ученые рассмотрели МОКП на основе порфиринов – производных природного пигмента порфина. Такие соединения гораздо более термически и химически устойчивы, чем аналогичные материалы. При этом, направленно меняя положение отдельных фрагментов в молекуле порфирина и природу металла в макрокольце и узлах решетки, ученые могут регулировать структуру каркаса и размер его пор или каналов, контролируя, таким образом, как величину протонной проводимости получаемого материала, так и его устойчивость.

Направленный дизайн молекулы позволил авторам работы получить металл-органический координационный полимер на основе порфирината никеля IPCE-2Ni, структурные характеристики которого обеспечили рекордное значение протонной проводимости для данного класса соединений.

"Полученные выдающиеся проводящие характеристики нового металл-органического координационного полимера на основе фосфонат-замещенного порфирината никеля показывают перспективу применения данного класса соединений в качестве протонных проводников в альтернативной энергетике", – добавила Юлия Горбунова.


Источники

Ученые получили полимер с рекордной протонной проводимостью
ТАСС, 28/01/2021
Российские химики создали полимер с высокой протонной проводимостью
Глас Народа (glasnarod.ru), 29/01/2021
Ученые получили полимер с рекордной протонной проводимостью
Полимерные материалы (polymerbranch.com), 29/01/2021
В России создали полимер с высокой протонной проводимостью
Индикатор (indicator.ru), 29/01/2021
Российские химики создали полимер с высокой протонной проводимостью
Министерство науки и высшего образования РФ (minobrnauki.gov.ru), 29/01/2021
В России разработан полимер с высокой протонной проводимостью
ГК Арсенал (arsenalgroup.ru), 29/01/2021
В России разработан полимер с высокой протонной проводимостью
Rupec.ru, 29/01/2021
В России создали полимер с высокой протонной проводимостью
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 29/01/2021
В России создали полимер с высокой протонной проводимостью
MSN (msn.com), 29/01/2021
В России создали полимер с высокой протонной проводимостью
Bisnes-sodeistvie.ru, 31/01/2021
Ученые получили полимер с рекордной протонной проводимостью
Энерговектор (energovector.com), 30/01/2021
В России создали полимер с высокой протонной проводимостью
Полимерные материалы (polymerbranch.com), 01/02/2021
В России получили полимер с высокой протонной проводимостью
Himonline.ru, 02/02/2021
В России получили полимер с высокой протонной проводимостью
Бизнес Онлайн (bizon.ru), 02/02/2021

Похожие новости

  • 10/06/2021

    Диметилсульфоксид помешает кристаллам создавать пробки в нефтепроводах

    Российские ученые установили, что диметилсульфоксид — соединение с высокой растворяющей способностью — препятствует образованию кристаллов на основе природного газа и воды, которые появляются в нефте- и газопроводах при снижении температуры или повышении давления.
    920
  • 23/07/2020

    Учёные создали основу для быстрой оптической памяти

    Российские химики получили новый фотохромный — способный менять цвет при освещении — комплекс висмута (III) с так называемыми виологеновыми катионами. На основе этого соединения были созданы элементы оптической памяти и показаны их высокая эффективность и стабильность.
    808
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    2260
  • 06/01/2019

    Российские химики раскрыли тайну рождения арктического «метана-убийцы»

    Химики из России выяснили, как формируются нестабильные кристаллы метановых гидратов – "замороженной" разновидности природного газа, вызывающей взрывы на дне морей Арктики. Их выводы были представлены в Journal of Natural Gas Science and Engineering.
    2152
  • 01/02/2021

    ИК СО РАН запустил еженедельный онлайн-семинар для будущих пользователей ЦКП «СКИФ»

    Лаборатория перспективных синхротронных методов исследования (ЛПСМИ) Института катализа СО РАН провела первую серию семинаров для объединения потенциальных отечественных пользователей ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» и обмена опытом по использованию синхротронного излучения (СИ) в различных областях науки.
    1039
  • 05/10/2016

    Новосибирские учёные «вырастили» органические светоизлучающие полупроводники

    ​Группа учёных из Новосибирского государственного университета, Новосибирского института органической химии (НИОХ), МГУ и Университета Гронингена (Нидерланды) опубликовала результаты мультидисциплинарного исследования в сфере органической электроники.
    3272
  • 24/09/2018

    Журнал Mendeleev Communications опубликовал Focus Article сибирских учёных

    Журнал Mendeleev Communications опубликовал Focus Article сибирских учёных, посвященную новому научному направлению, созданному в ННЦ СО РАН и получившему международное признание. Авторы – сотрудники НИОХ, ИНХ и ИХКГ СО РАН, связанные также с ФЕН и ФФ НГУ.
    1492
  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    2648
  • 13/05/2020

    Диоксид кремния и наночастицы золота увеличили чувствительность газовых сенсоров в 4 раза

    ​​Вместе эти две добавки увеличивают чувствительность детектора к бензолу и этанолу более чем в четыре раза даже в условиях влажного воздуха. Такие сенсоры могут позволить обезопасить работников промышленных предприятий.
    943
  • 24/06/2021

    Чувствительные сенсоры создали новосибирские учёные совместно с коллегами из Улан-Удэ

    ​ Минимальное отклонение или деформацию в доли процентов способна обнаружить разработка новосибирских учёных. Чувствительные сенсоры создали сотрудники Института неорганической химии СО РАН совместно с коллегами из Улан-Удэ.
    223