راهبرد سودمند هدایت هوشمندانه چیدمان پلیمر‌های معدنی ارائه شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، علی مرسلی و حسین قاسم پور از دانشگاه تربیت مدرس به همراه گروه پروفسور دنیل مسپوک از کشور اسپانیا، موفق به معرفی استراتژی جدیدی با عنوان «برشِ شبکه»، جهت هدایت هوشمندانه چیمان فضایی (توپولوژی) پلیمر‌های کوئوریناسیونی نانو متخلخل معروف به چارچوب‌های فلز آلی شدند.

چارچوب­های فلز-آلی (MOF) نانو متخلخل زیرمجموعه­ ایی شناخته شده از پلیمر‌های کوئوردیناسیونی هستند که به علت درصد تخلخل بالا و تنوع ساختاری بی رقیب توجه بسیاری از دانشمندان علم شیمی را به خود جلب کرده­اند. چیدمان واحد‌های سازنده این چارچوب­‌ها (مولکول­‌ها و خوشه­‌های فلزی) بسیار شبیه به بلوک­‌های خانه سازی اسباب بازی کودکان است و خلاقیت در انتخاب نوع، شکل و نحوه چیدمان واحد‌های سازنده در تعیین شبکه فضایی چارچوب نهایی و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی آن نقش اصلی را ایفا می ­کند.

 

از آنجاکه کارآمدی MOF‌ها ریشه در خواص ساختاری، شیمیایی و فیزکی آن­ها دارد، مطالعه و کشف راهکار‌های نو جهت پیش بینی، تعیین و حتی هدایت چیدمان شبکه در این دسته از مواد یکی از ارزش­مندترین زمینه ­های تحقیقاتی در حوزه شیمی کوئوردیناسونی و نانو شیمی است.

در این تحقیق یک روش جدید برای استنباط توپولوژی MOF‌ها حاوی اتصال دهنده آلی کم تقارن، که برشِ شبکه نامیده می‌شود، پیشنهاد شد. این روش بر اساس سنتز شبکه­‌های جدید از طریق تجزیه و تحلیل منطقی شبکه ­های منظم با واحد‌های سازنده مولکولی با اتصال بالاتر معرفی شده است. برای پیش بینی توپولوژی MOF‌ها با مولکول­ های زیگزاگی شکل از ایجاد بریدگی در شبکه استفاده شد.

 

برای این منظور­، با حذف دو گروه اتصال شونده به صورت یک در میان از واحد سازنده مربع/مستطیل شکل، واحد‌های زیگزاگی شکل طراحی شدند. مطالعات نرم ­افزاری نشان داد که به کارگیری این رویکرد بر روی ۱۷ شبکه شناخته شده حاوی واحد مربع/مستطیل شکل، از طریق قطع­ اتصالات بین واحد‌های سازنده منجر به ایجاد ۱۰ شبکه با توپولوژی­ های مختلف است. همچنین، نتایج حاکی از آن است که برخی از ساختار‌های گزارش شده در متون علمی پیشین، این راهبرد را تایید می­ کند. به عنوان اثبات راهبرد پیشنهاد شده، با استفاده از روش برشِ شبکه سه MOF جدید با بکارگیری واحد‌های زیگزاگی شکل سنتز و شناسایی شد که هر کدام دارای توپولوژی پیش بینی شده به صورت نرم­افزاری هستند.