Metal Organik Kafes Yapıların Sentezine Doğru Bir Adım
Fotoğraf : 23 Ekim 2018, Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology
ICREA’dan Prof. Daniel Maspoch ve Dr. Inhaz, MOF sentezinde yeni bir yöntem ortaya koymuşlardır. Sprey kurutma yöntemi olarak adlandırılan bu metodun, MOF’un ticarileştirilmesine önemli ölçüde katkı sağlaması beklenmektedir.
AB proje üyesi olan ProDIA, MOF’ların endüstriyel anlamda üretimine izin veren bir sentez yöntemi geliştirmiştir. Bu yenilikçi yöntem sayesinde MOF üretim maaliyeti önemli derecede azaltılmış ve MOF’ların piyasanın önde gelen birçok malzemesi ile rekabet edebilecek düzeyde fiyatlandırılabilmesini sağlamıştır. Bu gelişmiş ve gözenekli malzemenin ekonomik olarak uygun fiyatlara sunulabilmesi, malzemenin sahip olduğu üstün özellikler ile sağlayabileceği faydaları açığa çıkarmıştır.
MOF’lar son 20 yılda keşfedilen en önemli malzemelerdendir. MOF’lar, metal ve metal kümelerinin organik ligantlar ile birleştirilmesiyle elde edilen toz katılardır. Elde edilen malzeme çok gözenekli bir yapıya sahiptir ve bu gözenekler nano aralık içerisindedir (1 nanometre = 10-9 m). Gözenekleri sayesinde MOF’lar, CH4, H2O, CO2, NH3 ve NO gibi gazları depolayacak özelliktedir. İdeal kimyasal esneklikleriyle birlikte düşünüldüğünde MOF’lar, enerji, çevre ve biyolojik uygulamaları kapsayan çeşitli sektörlerde büyük bir potansiyele sahiptir.
Konsorsiyum MOF’ların üretimi ve endüstriyelleştirilmesi, formülü ve şekillendirilebilmesi için kritik iki alanda önemli gelişmeler sağlamıştır. Yapısal ve kimyasal olarak pek çok farklı çeşide sahip MOF malzemelerinin kilo bazında üretimi için birçok proses keşfedilmiş, geliştirilmiştir ve onaylanmıştır. Elde edilen MOF tozlarını içeren uygun yapılar ve formülasyonlar karakterize edilmiş, üretilmiş ve temiz mobil enerji için gaz depolama, bilgi merkezleri için soğutma sistemleri, hava temizleme ve tıbbi cihazlardan enfeksiyon riskini engelleme gibi farklı uygulamaların önemli noktalarında kullanılmıştır. Endüstriyel kıyaslamayla birlikte yürütülen testlerden elde edilen sonuçlar, malzemelerin gelecekteki yüksek potansiyelini, üretilen malzemelerden elde edilen üstün performans ile kanıtlamaktadır.
Katalan Nanobilim ve Nanoteknoloji Enstitüsü’nden Dr. Inhar Imaz ve ICREA’dan Prof. Daniel Maspoch liderliğindeki bir grup araştırmacı, MOF sentezi için yeni yöntemler geliştirmiştir. ICN2’nin sprey kurutma yöntemi ilk olarak Nature Chemistry dergisinde 2013 yılında yayınlanmıştır. 2015 yılında ProDIA partneri MOFApps tarafından patenti alınmış ve Prof. David Farrusseng önderliğindeki araştırma grubu ile iş birliği sağlanarak, gram bazından kilo bazında üretime uyarlanmıştır.
Laboratuvardan sanayiye bu hızlı yolculuğun anahtarı, geliştirilen yöntemin özel bir ekipman gerektirmeyen ortak bir endüstriyel işlemden uyarlanmış olmasıdır. Ayrıca reaksiyon ortamı olarak su kullanılması, MOF’ların düşük maliyetli ve çevre dostu olarak seri üretime geçmesini sağlamaktadır. Avrupa’da benzersiz olan ve Axel’One’da bulunan bu yeni üretim konseptinin kanıtı kurulum, 10,5 metre yüksekliğindedir ve birkaç saat içinde bakır bazlı MOF HKUST-1’in onlarca kilosunu üretebilecek kapasiteye sahiptir. Endüstriyel üretim için önemli bir adım olan bu yeni uygulama (ortalama 300 kg/gün), MOF’lara piyasada rekabet edebilmesi için gerekli imkânı sağlayacaktır.
Kaynak : phys.org
