إطارات عضوية معدنية مسحوقة (MOFs) من مادة MIL-53(Al)

MIL-53(Al)، إطار معدني عضوي (MOF) بالصيغة الكيميائية [Al(OH)[(O2C)–C6H4–(CO₂)]2]، مشهورة بتنوعها الاستثنائي وإمكاناتها في تطبيقات مختلفة، وخاصة في مجالات مراقبة البيئة وعلوم المواد. يتميز هذا الإطار العضوي المعدني بـ "تأثير التنفس" الفريد، وهو انتقال طوري عكسي يعزز بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.₂القدرة على الامتصاص في ظل ظروف الضغط ودرجات الحرارة المتقلبة. وهذه الخاصية ذات أهمية قصوى لتطوير تقنيات احتجاز الكربون، والتي تعتبر بالغة الأهمية في التخفيف من تغير المناخ.

بالإضافة إلى دوره في امتصاص الغازات، أثبت MIL-53(Al) فائدة ملحوظة في أجهزة استشعار التلألؤ، حيث تم استخدامه للكشف عن الغازات الضارة مثل إيزوبوتيل ألدهيد بحساسية استثنائية، وكشف تركيزات منخفضة تصل إلى 0.49 جزء في المليون. وتؤكد هذه الحساسية على إمكانات المادة في تطبيقات السلامة ومراقبة البيئة، حيث يكون الكشف المبكر عن المواد الخطرة أمرًا بالغ الأهمية.

كما أن الخصائص البنيوية لمادة MIL-53(Al) تجعلها مادة ماصة فعّالة للصبغات الاصطناعية، مثل صبغة النيلي القرمزي، مع قدرة امتصاص مذهلة تبلغ 145 ملجم/جم. وهذه القدرة قيّمة بشكل خاص في جهود معالجة مياه الصرف الصحي وإصلاح البيئة، حيث يشكل إزالة الصبغات الاصطناعية من النفايات الصناعية تحديًا كبيرًا.

تتميز مادة MIL-53(Al) بخصائص مضيئة مثيرة للاهتمام تستجيب للمحفزات الخارجية، بما في ذلك درجة الحرارة والإجهاد الميكانيكي. تفتح هذه الخصائص آفاقًا جديدة لتطوير تقنيات الاستشعار المتقدمة التي يمكنها اكتشاف التغيرات في بيئتها من خلال التغيرات في انبعاث الضوء. وهذا يجعل مادة MIL-53(Al) مرشحًا واعدًا للتطبيقات في المواد الذكية والأنظمة المستجيبة.

من حيث الخصائص الفيزيائية، يتوفر MIL-53(Al) على شكل مسحوق بحجم جسيم يتراوح من 100 إلى 2000 نانومتر، مما يساهم في مساحته السطحية النوعية العالية التي تزيد عن 1000 م²/جم. كما يعزز حجم المسام الذي يتراوح بين 0.4 و0.8 نانومتر من قدراته على الامتصاص، مما يجعله مرشحًا مثاليًا للتطبيقات المختلفة التي تتطلب مساحة سطح عالية وأبعاد مسام دقيقة.

MIL-53(Al) عبارة عن مادة MOF متعددة الوظائف ذات مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من استشعار الغاز وامتصاصه إلى المواد المضيئة ومراقبة البيئة. تجعلها خصائصها الفريدة وأدائها العالي مادة قيمة للتقدم التكنولوجي الحالي والمستقبلي.