Sesin gücüyle yeni nesil akıllı malzemeler üretmek
Araştırmacılar, atomları ve molekülleri hassas şekilde düzenlemek, dolayısıyla çığır açan akıllı malzemelerin sürdürülebilir üretimin yöntemini geliştirebilmek için ses dalgalarını kullandı. Metal-organik çerçeveler veya MOF'ler, hemen hemen her şeyi saklamak, ayırmak, serbest bırakmak veya korumak için kullanılabilecek inanılmaz derecede çok yönlü ve süper gözenekli nanomalzemelerdir. 21. yüzyılın belirleyici materyali olduğu tahmin edilen MOF'lar, suyu veya havayı arıtmak için idealdir ve ayrıca daha verimli piller ve enerji depolama cihazları yapmak için büyük miktarda enerji tutabilirler.
Bilim insanları, çeşitli uygulamalar için 88,000'den fazla hassas şekilde özelleştirilmiş MOF tasarladılar ancak bunları yaratmadaki geleneksel süreç çevresel açıdan pek sürdürülebilir değildir ve üretimleri günler sürebilir.
RMIT Üniversitesi'nden araştırmacılar, dakikalar içinde özelleştirilmiş MOF üretebilecek temiz, yeşil bir teknik geliştirmeyi başardı.
Nature Communications'da yayınlanan araştırmanın sahibi Dr. Heba Ahmed, verimli ve ölçeklenebilir yöntemin yüksek frekanslı ses dalgalarının gücünden faydalandığını belirtti.
RMIT'nin Mikro / Nanofizik Araştırma Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olan Ahmed, “MOF'lar sınırsız bir potansiyele sahip, ancak tüm olası faydalarından tam olarak yararlanmak için daha temiz ve daha hızlı sentez tekniklerine ihtiyacımız var” dedi.
“Akustik olarak yönlendirilen yaklaşımımız, geleneksel yöntemlerin çevresel zararlarını önlüyor ve kullanıma hazır MOF'ları hızlı ve sürdürülebilir bir şekilde üretiyor".
“Teknik, MOF yapımında sadece zaman alan adımlardan birini ortadan kaldırmakla kalmıyor verimli seri üretim için kolayca ölçeklendirilebiliyor.”
Metal-organik çerçeveler (MOF), küçük moleküler boyutlu deliklerle dolu kristalin tozlardır.
Standart üretim sürecinde, solventler ve diğer kirleticiler MOF deliklerinde sıkışıp kalmaktadır. Onları dışarı atmak için, bilim insanları “etkinleştirme” adı verilen bir işlemde vakum ve yüksek sıcaklıkların veya zararlı kimyasal çözücülerin bir kombinasyonunu kullanırlar.
Yeni tekniklerinde, RMIT araştırmacıları yüksek frekanslı ses dalgaları üretmek için bir mikroçip kullandılar.
Akustik uzmanı Dr Amgad Rezk, insanlara duyulamayan bu ses dalgalarının hassas mikro ve nano üretim için kullanılabileceğini söyledi.
Rezk, “Nano ölçekte, ses dalgaları atomların ve moleküllerin titizlikle sıralanması ve manevraları için güçlü araçlardır” dedi.
Bir MOF'ın “bileşenleri” - bir metal öncüsü ve bağlayıcı bir organik molekül - mikroçip tarafından üretilen ses dalgalarına maruz bırakıldı.
Bu unsurları bir araya getirmek ve birbirine bağlamak için ses dalgalarını kullanan araştırmacılar, yüksek oranda düzenli ve gözenekli bir ağ yaratabiliyor, aynı zamanda MOF'u solventleri deliklerden dışarı iterek “aktive ediyorlar”.
Kimya Mühendisliği Profesörü ve RMIT'de Araştırma Laboratuvarı Mikro / Nanofizik Direktörü Leslie Yeo, “Mevcut teknikler genellikle sentezden aktivasyona kadar uzun zaman alır, ancak yaklaşımımız sadece birkaç dakika içinde sadece MOF üretmekle kalmaz, aktif hale gelir ve doğrudan uygulamaya hazırdır” dedi.
Kaynak :chemeurope