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मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क (MOFs)

1995
  • Omar M. Yaghi
  • Gérard Férey
  • Susumu Kitagawa
Researcher analyzing crystalline Metal-Organic Frameworks in a laboratory setting.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

धातु-कार्बनिक ढाँचे (MOFs) क्रिस्टलीय छिद्रयुक्त पदार्थ होते हैं जो धातु युक्त नोड्स (द्वितीयक निर्माण इकाइयाँ, SBUs) और कार्बनिक लिगेंड्स (जिन्हें लिंकर कहा जाता है) से निर्मित होते हैं। ये घटक स्वतः ही एक-आयामी, द्वि-आयामी या त्रि-आयामी समन्वय बहुलकों में संयोजित हो जाते हैं। धातु और लिंकर का चयन परिणामी ढाँचे की संरचना, छिद्र का आकार और रासायनिक कार्यक्षमता को निर्धारित करता है, जिससे विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उच्च स्तर की अनुकूलन क्षमता प्राप्त होती है।

MOF की मूल अवधारणा समन्वय रसायन विज्ञान और क्रिस्टल अभियांत्रिकी के सिद्धांतों पर आधारित है। धातु नोड, जो अक्सर धातु आयन या पैडलव्हील द्विनाभिकीय इकाइयों या प्रतिष्ठित Zn4O(CO2)6 क्लस्टर जैसे समूह होते हैं, नेटवर्क के शीर्षों को परिभाषित करते हुए, संपर्क बिंदुओं के रूप में कार्य करते हैं। कार्बनिक लिंकर, जो आमतौर पर कार्बोक्सिलेट, इमिडाज़ोलेट या पाइरिडीन (जैसे, टेरेफ्थैलिक अम्ल) जैसे बहुदंती लिगैंड होते हैं, इन नोड्स को जोड़कर संरचना के किनारों का निर्माण करते हैं। यह मॉड्यूलर "बिल्डिंग ब्लॉक" दृष्टिकोण, जिसे रेटिकुलर रसायन विज्ञान कहा जाता है, पूर्वनिर्धारित संरचनाओं और गुणों वाले पदार्थों के तर्कसंगत डिजाइन की अनुमति देता है।

स्व-संयोजन प्रक्रिया आमतौर पर ऊष्मागतिक नियंत्रण द्वारा संचालित होती है, अक्सर विलायक-तापीय परिस्थितियों में, जिससे अत्यधिक व्यवस्थित, क्रिस्टलीय पदार्थ बनते हैं। परिणामी संरचनाओं की विशेषता स्थायी सरंध्रता है, जिसमें आंतरिक रिक्त स्थान और चैनल होते हैं जो संश्लेषण के दौरान उपयोग किए गए विलायक अणुओं को हटाने के बाद अतिथि अणुओं के लिए सुलभ हो जाते हैं। धातु-लिगैंड समन्वय बंधन की प्रकृति महत्वपूर्ण है; यह एक स्थिर ढांचा बनाने के लिए पर्याप्त मजबूत होना चाहिए, लेकिन अक्सर दोषों के उपचार और क्रिस्टलीकरण की अनुमति देने के लिए पर्याप्त प्रतिवर्ती भी होना चाहिए। एक ही क्रिस्टलीय पदार्थ के भीतर कार्बनिक और अकार्बनिक घटकों का यह अनूठा संयोजन MOFs को पारंपरिक छिद्रयुक्त पदार्थों जैसे कि ज़ियोलाइट्स (पूरी तरह से अकार्बनिक) या सक्रिय कार्बन (अनाकार कार्बन) से अलग करता है, जो अद्वितीय रासायनिक और संरचनात्मक विविधता प्रदान करता है।

UNESCO Nomenclature: 2203
अकार्बनिक रसायन विज्ञान

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • समन्वय रसायन विज्ञान के सिद्धांत अल्फ्रेड वर्नर द्वारा स्थापित किए गए थे।
  • ज़ियोलाइट और छिद्रयुक्त पदार्थ विज्ञान
  • क्रिस्टल इंजीनियरिंग की अवधारणाएं गेरहार्ड श्मिट द्वारा विकसित की गईं।
  • अतिआणविक रसायन विज्ञान के सिद्धांत
  • प्रारंभिक समन्वय बहुलक के रूप में प्रशियन ब्लू और हॉफमैन क्लैथ्रेट्स

आवेदन

  • गैस भंडारण (हाइड्रोजन, मीथेन)
  • कार्बन कैप्चर
  • विषम उत्प्रेरण
  • रासायनिक पृथक्करण और शुद्धिकरण
  • दवा वितरण प्रणालियाँ
  • रासायनिक संवेदन

पेटेंट:

NA

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Related to: metal-organic framework, MOF, coordination polymer, secondary building unit, SBU, organic linker, porous material, self-assembly, reticular chemistry, crystal engineering.

ऐतिहासिक संदर्भ

मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क (MOFs)

1986
1986
1991
1995
2000
2004
1985
1986
1990
1994
1997
2002
2015-09-14

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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