用酸打开和关闭多孔材料的颜色

由日本北海道大学领导的一个研究小组构建了一种非常稳定的多孔材料,当暴露于酸蒸气时会变色。这被认为是第一次报道的氢键结合的有机骨架,其响应于酸而改变颜色。该研究结果在美国化学学会期刊中有所描述。

化学家正致力于开发由有机分子制成的多孔材料,这些有机分子的结构具有明确的开口,可以分离和储存气体。这些材料也可用于电子设备和传感器。

特别是,研究人员正在研究如何使用通过氢键结合在一起的分子来制造材料,称为氢键有机骨架(HOF)。HOF具有高结晶性,柔韧性和可再生性,使其成为有吸引力的候选物。但它们也可能是脆弱的,崩溃的。

北海道大学电子科学研究所的化学家Ichiro Hisaki和西班牙卡斯蒂利亚拉曼查大学的光物理学家Anderrazzak Douhal及其同事开发了一种六边形框架,称为CPHATN-1a,并发现了一个令人惊讶的属性 - - 当暴露于酸性溶液或酸性蒸气时,颜色从黄色变为红棕色。当通过加热或环境蒸发除去酸溶液或蒸汽时,HOF恢复到其原始的黄色。

研究人员确定,颜色的变化是由质子加到化合物中的氮原子上引起的,这会改变吸收的光谱。

另外的测试表明,CPHATN-1a非常稳定,在至少633开尔文(359℃)的温度下保持其多孔结构。坚固耐用的材料还经受加热的常见有机溶剂,包括氯仿,乙醇和水,保留其结构而不是溶解或分解。

研究人员指出:“目前的结果将为开发具有刺激反应性的新型多孔材料打开一扇大门。” “这些可用于创建新传感器或用于微量化学反应的可视化。”