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南安普顿大学开发出适用未来能源的海绵状材料

上传时间:2024-05-24 11:03:49浏览量:166

英国时间5月23日,南安普顿大学官宣,该校科学家联合利物浦大学已经开发出突破性的多孔材料(简称海绵状材料),它可用于未来能源,包括核工业或储存氢。据悉,这种具有海绵状孔洞的新材料是通过强大的计算机模拟开发出来的。下面就随托普仕出国留学老师一起来看看吧!

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  传统上,科学家们已经制造出类似的多孔产品,称为金属有机框架,或mof,将金属与有机分子连接在一起,但是发表在《自然》杂志上的这项新研究揭示了如何只用有机盐就能制造出这种材料——据科学家说,这在生产和稳定性方面具有优势。

  该项研究文章来自南安普顿大学化学建模教授格雷姆·戴是这项研究的合著者。

  他说:“我们使用一种称为晶体结构预测的计算方法来指导这些材料的发现。

  “这使我们能够预测哪些非金属盐会形成稳定的多孔框架,哪些盐不会,并在实验工作之前预测精确的晶体结构。”

  “我们不必为框架中的关节假设特定的几何形状,这是MOF化学的基本原理。”

  到目前为止,已经发现了超过95000个mof,用于气体分离和能量存储。

  然而,根据Day教授的说法,mof中的金属节点指导框架结构,就像支架中的关节一样。

  他说,这些关节具有可预测的几何形状,允许mof被设计用于特定的应用,而“分子乐高”方法不适用于非金属盐,因为相互作用的方向性要小得多。

  作为研究的一部分,南安普顿和利物浦的研究小组使用廉价和丰富的非金属元素,如氯离子盐,来设计开创性的新材料。

  戴教授表示,它已经显示出捕获碘的早期希望,这在核工业中很重要。

  它可以应用于水捕获和氢储存。

  利物浦大学的安德鲁·库珀教授说,这是一个令人兴奋的新进展。

  他补充说:“我们的方法是在mof中使用非金属阴离子作为节点来构建框架,而不是金属阳离子。

  “阴离子比元素周期表上的金属还要多,所以寻找新材料的空间是巨大的。”

  这项研究可以在《自然》杂志上阅读,它是由欧洲研究委员会,利华休姆信托基金和工程和物理科学研究委员会资助的。

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