Scanning Electron Microscopy -bild av ett MOF -glas. Upphovsman:Shane Telfer, MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology, Institutet för grundläggande vetenskaper, Massey University, Nya Zeeland
Forskare från Australiens nationella vetenskapsbyrå, CSIRO, är en del av ett internationellt samarbete som har gjort ett stort genombrott som kan förändra gasers sätt, vätskor och kemikalier samlas upp och filtreras av industrin.
Gruppens arbete har just publicerats i Naturkommunikation . De fann att det är möjligt att smälta ett avancerat material som kallas Metal-Organic Frameworks (MOF) till en tunn beläggning som kallas "poröst glas" samtidigt som många av MOFs fantastiska filtreringsegenskaper bibehålls.
Detta öppnar potentiellt ett nytt sätt att utnyttja MOF i industriell skala.
Paper-medförfattare Dr Cara Doherty sa "Denna forskning kan hjälpa till att flytta MOF till den vanliga industrin genom att väcka en ny våg av industriell innovation och tekniskt genombrott. Även om det finns mer än 20, 000 olika typer av MOF, endast sju är kommersiellt tillgängliga. Vi strävar efter att ändra det. "
Finns vanligtvis i pulver- eller pelletsform, MOF innehåller miljontals mikroskopiska svampliknande porer. Så många har faktiskt den största ytarean av något känt ämne. En enda tesked MOF -kraft kan ha samma yta som en fotbollsplan. Dessa mikroskopiska porer kan användas för att lagra, separat, skydda och känna av molekyler.
Forskarna upptäckte att även vid smältning i poröst glas kan MOF behålla 70 procent av porerna och 60 procent av den inre ytarean som de hade som pulver.
"Genom att använda en tunn, nano-porös MOF-beläggning istället för skrymmande pellets eller pulver kan vi potentiellt nu använda MOF i en tidigare ofattbar skala ", Dr Doherty sa.
En MOF -beläggning kan, till exempel, så småningom förvandla tidigare forskning till att använda MOF för att filtrera dricksvatten eller extrahera litium till en industriell verklighet.
Nuvarande produktionsmetoder för poröst glas är komplexa, svårt och resulterar i stora porstorlekar. Denna nya forskning kan också leda till ett enklare sätt att producera bättre poröst glas; ett material som finns i elektroder, kromatografi, medicinska apparater, torkmedel, beläggningar och membran.
CSIRO-medförfattare Dr Cara Doherty, Dr Aaron Thornton och Dr Anita Hill - verkställande direktör för CSIRO:s Future Industries -grupp - var bland 20 forskare från hela världen som bidrog till tidningen.
Dr Hill sa "Det är fantastiskt att se ett riktigt internationellt samarbete som detta på jobbet, särskilt att arbeta tillsammans med kollegor som Dr. Thomas Bennett från University of Cambridge. Förutom hans arbete med Cambridge, Thomas har också en gästforskarposition på CSIRO. "
Dr Bennetts engagemang, och samarbetet mellan australiensiska och Massey University -forskare om projektet, möjliggjordes av ett MBIE Catalyst -bidrag från Nya Zeeland.
Elva universitet och forskningsorganisationer från Storbritannien, Danmark, Slovenien, Kina, Kalkon, och Nya Zeeland var inblandade i forskningen.
CSIRO är globalt erkänt för sitt arbete med MOF, med mer än 100 papper, 20 patent, många uppmärksammade utmärkelser och en omfattande historia av branschpartnerskap.