Высокопористые MOF оптимально подходят для катализа, разделения и хранения газов, а также переноса в организме лекарственных препаратов. Такие частицы могли бы служить и компонентами еды (идея давно витала в воздухе). Но до сих пор большинство MOF делали из органических соединений нефтяного происхождения. Авторы новой работы разработали съедобную и экологичную версию на основе натуральных и нетоксичных веществ.

"Пористая структура в кристаллах достигается быстро и с помощью простых ингредиентов, – отмечает один из авторов исследования Рональд Смелдон (Ronald Smaldone). – Изготовление MOF на базе нефтепродуктов, напротив, может быть дорогостоящим и занимать много времени". На снимке – образцы полученных кристалликов (разные модификации, чуть различные по составу, отличаются цветом) (иллюстрация Smaldone et al.).
Новаторам пришлось столкнуться с тем, что природные "блоки" обычно не обладают нужной для кристаллизации в пористую структуру симметрией. Обойти этот момент, как сообщают учёные в пресс-релизе, им помог γ-циклодекстрин, объединяющий восемь остатков глюкозы в кольцо. В качестве второго компонента специалисты использовали соль щелочного металла – хлорид калия или бензоат калия.

Слева – объёмная модель новой кубической структуры, где жёлтые сферы обозначают нанометровые поры в центре каждого образования из 6 остатков 1,4-связанного D-глюкопиранозила. Синие сферы – К+ ионы. Справа – репрезентация пор и каналов внутри структуры кристалла (иллюстрация Smaldone et al.).
Соединения растворили в воде и кристаллизовали при помощи паровой диффузии с зерновым спиртом Everclear. Получились кубы, образованные шестью молекулами γ-циклодекстрина, связанными ионами калия. Кубы в свою очередь образовали крошечные кристаллики.

Поры в такой структуре занимают 54% объёма, а их площадь составляет 1320 м2/г. Что немаловажно, в воде "экологичные" нанокристаллы, названные CD-MOF, распадаются на составные элементы.

Статья учёных опубликована в Angewandte Chemie International Edition.
Новость с мембраны.