رازهای علمی مسیرهای مولکولی تاشو را کشف کنید!

الهام از سادگی زیبا در تا کردن کاغذ

الهام این تحقیق از سادگی زیبا در تا کردن کاغذ نشأت می‌گیرد، مفهومی که محققان را به بررسی امکان تکرار این انعطاف‌پذیری در سطح مولکولی سوق داد. پس از آزمایش‌های گسترده، آن‌ها مسیرهای مولکولی قابل تا شدن را معرفی کردند که قادرند به طور دینامیک به محیط خود واکنش نشان دهند.

پیشرفت‌های قابل توجه در علم شیمی

این تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور ونیونگ چو در دانشگاه ملی علم و فناوری اولسان (UNIST) در کره جنوبی، موفق به دستیابی به یک دستاورد مهم در این زمینه شدند. آن‌ها این مسیرهای مولکولی قابل تا شدن را با استفاده از چارچوب‌های ایمیدازولات زئولیتی (ZIFs)، که نوعی ماده با تخلخل بالا هستند، توسعه دادند.

ویژگی‌های منحصر به فرد ZIFs

این چارچوب‌ها می‌توانند در مقیاس نانو در پاسخ به تغییرات دما، فشار و تعاملات گازی، اندازه، شکل و تراز خود را تنظیم کنند. این قابلیت منحصر به فرد به آن‌ها اجازه می‌دهد تا جریان گاز را به شیوه‌ای مشابه با کنترل جریان آب در لوله‌ها تنظیم کنند. تیم تحقیقاتی ZIFs را به دلیل انعطاف‌پذیری فوق‌العاده آن‌ها انتخاب کرد. برخلاف مواد سنتی، مراکز زینک تتراهدرال در ZIFs به عنوان لولاها عمل می‌کنند و به ساختار اجازه می‌دهند تا به طور دینامیک تا شود و مطابق با شرایط محیطی سازگار شود.

پاسخ‌های چارچوب به محرک‌های مختلف

با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته پراش اشعه ایکس، محققان مشاهده کردند که چگونه چارچوب به محرک‌های مختلف واکنش نشان می‌دهد و این موضوع پتانسیل آن را برای کاربردهای واقعی نشان می‌دهد. این مواد تنها کنجکاوی‌های علمی نیستند بلکه دارای پتانسیل عملی قابل توجهی هستند.

کاربردهای عملی مواد جدید

این مواد می‌توانند برای ایجاد فیلترهایی که به‌طور خودکار برای جذب گازهای مضر بهینه‌سازی می‌شوند، یا برای طراحی سیستم‌های تصفیه‌ای که قادر به حذف انتخابی آلاینده‌ها هستند، مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه همچنین نسخه‌ای ساده‌شده از “کابوس لوله‌کش” را که یک شبکه پیچیده از منافذ است، برجسته کرد و پیشنهاد داد که طراحی تاشو کلید تسلط بر چنین ساختارهای پیچیده‌ای است.

نظرات محققان

پروفسور چوی گفت: “این کار نشان می‌دهد که مکانیزم‌های تاشو می‌توانند در سطح مولکولی تحقق یابند و راه را برای مواد مولکولی پیشرفته، مانند جاذب‌های هوشمند هموار کنند.” او افزود: “ما انتظار داریم که کاربردهای تحول‌آفرین در زمینه‌های انرژی، علم محیط زیست و بیومدیسین داشته باشیم.”

انتشار نتایج تحقیق

یافته‌های این تحقیق در تاریخ 21 نوامبر 2024 در نشریه Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است. این مطالعه با حمایت بنیاد ملی تحقیقات کره (NRF) از طریق برنامه محققان میانسال و پروژه توسعه فناوری نوآوری انرژی هیدروژنی و همچنین مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان (UNIST) انجام شده است.