.png)
تلعب المواد المسامية دور مهم في العديد من الجوانب التي ساهمت في تطور البشرية. ويمكن تقسيم المواد المسامية إلى عدة أقسام اعتمادًا على كل مما يلي: (قطر المسام، شكل المسام، التكوين الكيمائي, و يمكن تقسيم كل فئة إلى فئات فرعية، فمثلا التكوين الكيميائي يمكن تقسيمه إلى ثلاثة أقسام بالنظر إلى ( الصورة المرفقة) توجد مواد مسامية مكونة من مواد عضوية مثل البوليمرات العضوية وأخرى غيرعضوية مثل الزيوليت وأخيرًا مواد عضوية/غير عضوية مثل الأطر المعدنية العضوية.
وتتميز عن بقية المواد بالعديد من الخصائص التي تجعلها محط اهتمام العديد من العلماء لأنها تجمع بين الجوانب الإيجابية الموجودة في كل من المواد المسامية العضوية وغير العضوية في مادة واحد.
يتمثل الأختلاف الرئيسي بين الأطر المعدنية العضوية والمواد المسامية الأخرى في كثافتها المنخفضة للغاية، مما ينتج عنه مسامات ومساحات سطحية عالية, و إمكانية التحكم بشكل و حجم المسام، من خلال اختيار طريقة تحضير مختلفة حيث أن عوامل عديدة مثل درجة الحرارة و اختيار المذيب وغيرها تساهم بشكل مباشر في التحكم بشكل أو حجم المسام. إذا أخذنا امتزاز الغاز كمثال، فإن الكربون المنشط غير مكلف ، لكن قدرته على الامتزاز والانتقائية محدودة، بينما يقتصر هيكل الزيوليت على حجم المسام المحدود والذي بدوره يلائم عدد محدود من الغازات.
تتمتع الأطر المعدنية العضوية بالخصائص التي تجعلها مثالية للاستخدام في مجال واسع من التطبيقات، مثل فصل و تخزين الغاز، الحفز الكيميائي، المستشعرات، التطبيقات الطبية والتطبيقات الإلكتروكيميائية وتطبيقات الامتصاص و الامتزاز و غيرها.
تتميز الأطر المعدنية العضوية بمساحة سطح كبير للغاية فمثلا لو تم استعمال 1 جرام من MOF-177 سيتم تغطية ما يقارب ثلثي مساحة ملعب كرة القدم!
بعض تطبيقات الأطر المعدنية العضوية
فصل و تخزين الغاز
تعتبر مناسبة لتطبيقات تخزين الغاز و تنقية الهواء بسبب مساميتها العالية واستقرارها الحراري. نتيجة لذلك تم تطوير الأطر المعدنية العضوية لتخزين الغازات الأساسية مثل الهيدروجين (H2) والميثان (CH4) والأسيتيلين (AC) (C2H2).
تخزين الأدوية وتوصيلها (التطبيقات الطبية الحيوية)
يمكن استخدام الأطر المعدنية كناقلات أدوية بدلًا من الناقلات التقليدية و ذلك بسبب مساميتها الكبيرة و مجموعاتها القطبية والغير قطبية. طوّر العالم فيري وزملاؤه أول تطبيق طبي حيوي للأطر العضوية المعدنية، والذي ركز على توصيل الأدوية.
استكشف فريقه البحثي مواد يمكن استعمالها كمسكن ومضاد للالتهابات، وكذلك كناقل للإيبوبروفين. و هذه الأطر المعدنية المطورة تشمل كلا من MIL-100, MIL-101, and MIL-53.
أيضا تستخدم في الأطر المعدنية العضوية في الحفز الغير متجانس
نظرًا لخصائصها البارزة كمحفزات غير متجانسة أو دعامات للمواد الحفازة جذبت الأطر العضوية المعدنية مؤخرًا الكثير من الاهتمام. تشمل هذه الخصائص:
تنوع بالشكل الهيكلي لم يسبق له مثيل من قبل، وجود مواقع معدنية غير منسقة و روابط عضوية سهلة الوصول، مساميتها العالية، ومساحة سطح كبيرة, و قلة تكلفتها حيث انه يمكن استخدام الماء كمذيب في بعض طرق التحضير.
المراجع:
Comments