Forskare från Trinity College Dublin och AMBER, Science Foundation Irlands finansierade materialvetenskapliga forskningscenter som ligger i Trinity College Dublin, har skapat "molekylära burar" som kan maximera effektiviteten av att omvandla molekyler i kemiska reaktioner, och som i framtiden också kan användas som sensorer och läkemedelsleveranser. Burarna kan packas med olika molekyler, många av dem har en specifik uppgift eller funktionalitet. Otroligt, en tesked pulver som innehåller dessa burar ger en större inre yta för att öka reaktiviteten och lagringskapaciteten än en hel fotbollsplan (4000 m ² /g).

Denna enorma inneboende yta i förhållande till vikten av strukturen i kombination med lösligheten erbjuder stora löften för energiomvandling, medan strukturritningen (ihålig, med sub-burar) tillåter olika molekyler att hållas diskret inuti. Den senare funktionen är nyckeln till att öka den potentiella användningen av dessa 'metall-organiska-organiska polyeder' (MOP), eftersom det innebär att material kan förpackas så att de bara reagerar när specifika förhållanden uppstår.

Ett sådant exempel är biosensing och läkemedelsleverans, med en biologisk signal som krävs för att få igång en kemisk reaktion. Till exempel, ett läkemedel skulle kunna kapslas in i en av dessa MOP i vetskapen om att det bara skulle släppas ut på den specifika målplatsen, där en specifik biologisk molekyl skulle utlösa dess frisättning.

Forskarna bakom genombrottet, som just har publicerats i en ledande internationell tidskrift Naturkommunikation , hoppas också att utveckla ljusaktivt poröst, metallorganiska material för användning i grön energi. Drömmen skulle vara att skapa en molekyl som helt enkelt kunde använda ljus för att omvandla energi - i huvudsak replikera hur växter producerar energi via fotosyntes.

Professor i kemi vid Trinity College Dublin, och utredare i AMBER, Wolfgang Schmitt, ledde forskningen. Han sa:"Vi har i huvudsak skapat en molekylär" kolv "eller bättre" svamp "som kan hålla olika molekyler tills en specifik uppsättning villkor tvingar dem till liv."

"Molekylära strukturer av ihålig bur har tilldragit sig mycket vetenskaplig uppmärksamhet på grund av dessa egenskaper, men eftersom antalet potentiella applikationer har ökat och målsystemen och miljöerna blir mer komplexa, framsteg har försvårats av bristen på strukturer med tillräckligt stora inre hålrum och ytor. "

"MOP vi just har skapat är bland de största som någonsin gjorts, bestående av ett antal interna underburar, tillhandahåller många olika bindningsställen. Facken i nanostorlek kan potentiellt förändra reaktiviteten och egenskaperna hos molekyler som är inkapslade i de begränsade inre utrymmena och, som sådan, dessa burar kan användas för att främja distinkta kemiska reaktioner. Således, dessa molekyler har potential att efterlikna biologiska enzymer."

Tidskriftsartikeln beskriver strukturen av den nya burmolekylen, som består av 36 kopparatomer och består av 96 enskilda komponenter.