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可食用的纳米结构

糖,盐,酒精和一点点撒谎导致西北大学研究团队发现一类新的纳米结构,可用于储气和食品和医疗技术。并且化合物是可食用的。

多孔晶体是易于制造的第一已知全天然金属 - 有机骨架(MOF)。大多数其他MOF是由石油型成分制成的,但西北MOF,您可以进入口腔和食物,研究人员有。

“他们味道苦涩,如咸味饼干,淀粉和平淡,”西北部的博士后研究员罗纳德A. Smaldone说。 “但是,美丽是所有的起始材料都是无毒,生物生物和广泛的可用,提供一种绿色的方法来将氢气存放到电力车辆。”

Smaldone是一份关于发表的食用制造商的纸张的联合作者 Angewandte Chemie。该研究将出现在其中一个日志11月份问题的封面上。

“随着我们的意外发现,厨房的化学致以全新的意义,”弗雷泽斯特德·斯托德斯委员会主席爵士·弗雷泽斯托德德委员会(Nuinberg艺术学院)科学议员教授说。弗雷泽的含义是指“鲍勃的你的叔叔化学”一直从更清洁的空气到更健康的生活方式,它都来自一个可以在水槽上冲下来的产品。

Stoddart领导了研究小组,其中包括来自加利福尼亚大学洛杉矶(UCLA)和U.K的圣安德鲁斯大学的西北部和同事中的化学博士后研究员。

金属有机框架是有序的,晶格状晶体。格子的节点是金属(如铜,锌,镍或钴),有机分子连接节点。在他们非常宽敞的毛孔内,MOF可以有效地储存诸如氢气或二氧化碳的气体,使工程师以及科学家的特殊兴趣的纳米结构。

“使用天然产品作为构建块为旧技术提供了新的方向,”斯托德德实验室的博士道和论文的作者,耶利米书J.Cassensmith表示。

“金属有机框架技术自1999年以来一直存在,并依赖于原油来自原油的化学品,”罗斯斯·福尔根,也是托德达特实验室的博士后研究员和本文的联合第一作者。 “我们的主要成分是一种淀粉分子,这是玉米产量的剩余部分。”

对于他们的食用制造商,研究人员使用而不是普通的表糖,但γ-环糊精,由生物安全玉米淀粉生产的八元糖环。盐可以是氯化钾,常见的盐替代品,或苯甲酸钾,商业食品防腐剂,酒精是谷物精神。

通过手中的这些成分,研究人员实际上已经开始基于γ-环糊精制作新的分子架构。他们的工作产生了晶体。在使用X射线检查晶体的结构后,研究人员惊讶地发现他们已经创造了金属有机框架 - 而不是使用天然产品的简单壮举。

“对称性在金属有机框架中非常重要,”斯托德德说。 “问题是天然构建块通常不对称,这似乎防止它们以高度有序的多孔框架结晶。”

它拒绝γ-环糊精解决问题:它包括八个布置在环的八个不对称葡萄糖残基,这本身就是对称的。 γ-环糊精和钾盐溶解在水中,然后通过蒸气扩散与醇结晶。

由由钾离子连接三维连接的六个γ-环糊精分子组成的所得布置晶体 - 先前未知。该研究团队认为,这种与不对称的对称性的战略将携带到其他材料。

立方体形成一个多孔框架,易于接触毛孔,非常适合捕获气体和小分子。孔体积包括54%的固体。

“我们迅速实现了这种水平,使用简单的成分,”Smaldone说。另一方面,“使用石油基材料创造金属有机框架可以是昂贵的并且非常耗时。”

Stoddart补充道,“这既令人振奋和谦卑地争论术语既令人振奋和谦卑,这一事实就是一条丁当奇可能对储能和环境修复的一条额度和食品质量控制和另一方面的医疗保健产生深远的影响。”

本文的标题是“来自食用天然产品的金属 - 有机框架”。除了STODDART,SMALDONE,FORGAN和Gassensmith之外,本文的其他作者是Hiroyasu Furukawa和Omar M. Yaghi,来自UCLA和亚历山德拉M.Z. Slawin,来自圣安德鲁斯大学。

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