| Escrito por Gerald Ondry
Académicos de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL; Suiza; www.epfl.ch) han fabricado la primera membrana de estructura organometálica (MOF) con un espesor de una sola celda unitaria. La película ultrafina produce un rendimiento récord para la separación de hidrógeno y nitrógeno.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Kumar Varun Agrawal de la Facultad de Ciencias Básicas de la EPFL, trabajó con un tipo de estructuras organometálicas conocidas como estructuras de imidazolato zeolítico (ZIF). Para hacer las películas, los investigadores utilizaron un método de cristalización que aprovecha la alineación precisa de mezclas de precursores ultradiluidas con el sustrato cristalino subyacente. Al controlar cuidadosamente las concentraciones del material de partida y sus interacciones con el sustrato, el equipo pudo suprimir el crecimiento fuera del plano, un problema común en la fabricación de películas delgadas.
En cuestión de minutos, a temperatura ambiente, los científicos pudieron fabricar películas ZIF 2D macroscópicamente uniformes con un espesor de solo una unidad de celda y que miden solo 2 nanómetros. Los científicos también han demostrado que el proceso es escalable, ya que se pueden preparar películas de cientos de centímetros cuadrados. Este avance supera los métodos tradicionales, que limitaban el espesor de la película ZIF a 50 nanómetros.
La película ZIF tiene una composición única: una película de nanómetros de espesor con un ensamblaje uniforme de un anillo de coordinación de detección de hidrógeno de seis miembros, zinc e imidazoles. «Esto permite una combinación excepcional de flujo de hidrógeno y selectividad, lo que encierra un enorme potencial para aplicaciones de separación de gases altamente eficientes», explica Agrawal.
Este desarrollo fue descrito en el último número de Materiales de la naturalezacon contribuciones de científicos de la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah y la Universidad de Suzhou.
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