Ny studie: Molekylära svampar med anpassningsbara egenskaper kan förändra framtidens elektronik

StockholmPorösa kovalenta organiska ramverk (COF:er) uppmärksammas alltmer inom den vetenskapliga världen. Dessa strukturer är noggrant konstruerade, porösa material som består av organiska molekyler sammankopplade genom kovalenta bindningar. COF:er har fördelaktiga egenskaper när det gäller struktur, optik och elektronik. De kan användas i olika tillämpningar som gas- och vätskelagring, katalys, sensorteknik samt energirelaterade användningar.

Dr. Florian Auras och hans team vid Institutionen för Molekylära Funktionella Material vid TUD har utvecklat en ny metod för materialdesign. De har skapat tvådimensionella COF-material som kan kontrollera öppnandet och stängandet av sina porer, vilket gör dem unika.

• De kan ändra sig från kompakta till porösa strukturer.
• Tillsats av lösningsmedel kan förändra deras lokala geometri.
• Deras optiska egenskaper som färg eller fluorescens kan justeras.
• De är tillfälligt och reversibelt justerbara.
• Möjliga tillämpningar inom elektronik och informationsteknologi.

Studien syftade till att göra ramverken mer flexibla. Vanligtvis är COF:er välordnade men stela. Auras team upptäckte att tillsättning av lösningsmedel kan förändra materialets struktur och egenskaper på ett kontrollerat sätt. Detta gör materialen lovande för framtida elektronik. Den centrala egenskapen är förmågan att växla sina strukturella och optoelektroniska egenskaper fram och tillbaka.

Bytbara material är avgörande för fortsatt forskning. Auras team är entusiastiska över att studera polymerer som reagerar på olika stimuli. De vill skapa material som kan ändra sina kvanttillstånd. Auras är fascinerad av hur exakt COFs egenskaper kan kontrolleras.

Läs också:

Idag · 03:13

Utmaningar inom bioproduktion: att starta ett framgångsrikt biomaterialföretag

Metallorganiska ramverk (MOFs) har utvecklats under de senaste 25 åren och används i stor utsträckning i dag. Kovalenta organiska ramverk (COFs) börjar däremot först nu visa lovande potential. Forskning av Auras team kan påskynda deras användning i praktiska tillämpningar.

Genom att göra COF-material mer anpassningsbara öppnas möjligheter för flera nya användningsområden. Tillfälliga och reversibla förändringar i deras egenskaper möjliggör olika applikationer. Till exempel kan de användas för att skapa bättre sensorer eller nya typer av lagringssystem. Genom att justera deras molekylära struktur kan forskare göra specifika förändringar i deras egenskaper. Dessa justeringar kan förbättra hur effektivt materialen fungerar.

Dr. Auras och hans team undersöker dynamiska kovalenta organiska ramar (COFs). Deras forskning kan bidra inom områden som katalys. Genom att kontrollera hur porerna öppnas och stängs kan man förbättra katalysatorer, vilket kan göra kemiska reaktioner mer effektiva. Även energiapplikationer kan dra nytta av dessa flexibla strukturer.

Forskningen om dynamiska COF:er ser mycket lovande ut. De kan vara användbara inom många områden som elektronik och informationsteknologi. Auras team leder utvecklingen i att hitta nya användningsområden för dessa material. De största fördelarna med COF:er är deras exakta kontroll och flexibilitet. Detta gör dem till ett mycket spännande ämne med många möjliga fördelar.