Российские специалисты создали полимер с высокой протонной проводимостью
Существуют ли вещества, которые могут применяться во всех областях человеческой деятельности? Наверное, нет, ведь это напоминает фантастику, притом не совсем научную. Однако специалисты из нескольких российских научных учреждений решили доказать обратное. Они разработали полимер, который может применяться, конечно, не во всех без исключения проявлениях человеческой деятельности, но в очень многих важных областях. Соединение основано на фосфонат-замещённом порфиринате никеля; оно отличается очень высокой прочностью и хорошей протонной проводимостью. Статья об этой работе была опубликована в журнале Chemistry-A European Journal.
Разработанное вещество относится к группе МОКП – металл-органических координационных полимеров. Такие вещества состоят как бы из отдельных «строительных блоков» — неорганических структур, причём каждый такой блок состоит из одного или нескольких ионов металлов. Блоки соединены друг с другом при помощи органических мостиков. Подобное строение полимеров позволяет достаточно легко менять их структуру и управлять их свойствами. Таким образом, данные вещества становятся поистине универсальными материалами.
Разумеется, каждое вещество из этой группы имеет свои отличительные особенности. Упомянутые исследователи занялись изучением свойств материала на основе порфирината никеля, у которого была выявлена самая высокая протонная проводимость среди веществ этой группы.
Металл-органические координационные полимеры обладают очень высокой устойчивостью к химическому и термическому воздействию, что позволяет использовать их в различной промышленности, а также лабораторном оборудовании (например, для изготовления термостатов суховоздушных). Свойствами этих соединений можно легко управлять, меняя положение определённых блоков в молекуле, а также изменяя природу металла в узлах кристаллической решётки и макрокольце. Это пористые материалы, и с помощью упомянутых манипуляций можно регулировать размер их пор и строение каркаса. А от этого, в свою очередь, зависит показатель их протонной проводимости и устойчивость.
Соединение никеля, имеющее функциональные группы, способно взаимодействовать с ионами других металлов, а также создавать межмолекулярные водородные связи. На этой основе был создан координационный полимер, который в своих каналах имеет органические катионы.
Порфирины, на основе которых создано данное вещество, являются довольно сложными соединениями. Они встречаются в природе, но значительное их количество синтезировано в лабораториях. Порфирины могут присутствовать в крови, из-за чего возникает так называемая порфирия – тяжёлое заболевание наследственного характера.
