Metall-organiska ramverk (MOF) är unika mikromaterialföreningar som består av ett svampliknande nätverk av metalljoner eller kluster sammanlänkade av organiska länkar, och kan lagra specifika gasmolekyler i sina porer. MOFs har en så stor yta på grund av sin porositet att ett enda gram av materialet har tillräckligt med yta för att täcka storleken på en fotbollsplan!

Dessa supersvampar används inom forskning och industri för att separera och lagra gaser i skräddarsydda fickor, möjliggör användning av dem i gaslagring, separationer, och avkänning. Till skillnad från traditionella porösa material, MOF kan modifieras efter behov; i teorin, deras struktur kan kontrolleras genom noggrant urval av komponenterna i syntesprocessen. Men i praktiken, denna process utmanas av de begränsade syntetiska förhållandena och den höga termiska och kemiska känsligheten hos MOF. Ett attraktivt alternativ är den postsyntetiska modifieringen (PSM) av MOF.

Leder ett team av forskare från Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), Korea, Professor Jinhee Park närmade sig denna fråga med de dubbla målen att ge önskade funktionella grupper till MOFs och introducera "mesoskopiska" (större än mikroskopiska) hål, som förbättrar adsorptionskinetiken. Professor Park säger, "Vi tror att den här typen av studier kan underlätta användningen av MOF som ett nyckelmaterial inom miljö- och energirelaterade områden."

PSM genom bildning av kol-kolbindningar har historiskt sett varit svårt på grund av bristen på lämpliga reaktionsbetingelser som upprätthåller MOF-strukturerna. Forskarna introducerade stabila kol-kolbindningar genom att omvandla befintliga kol-vätebindningar med hjälp av förhöjda temperaturer och lägga till "elektrofila organiska halogenider eller karbonylföreningar, " som tillåter samtidig introduktion av de nödvändiga funktionella grupperna såväl som de mesoskopiska hålen.

Professor Park säger, "Dessa resultat bekräftar förmågan hos dual-PSM-protokollet att introducera önskade förändringar i MOF samtidigt som de genererar mycket porösa mesostrukturer." Denna teknik kan potentiellt förbättra säkerheten för arbetare i slutna, gasfyllda miljöer som inom kärnkraftsindustrin, och tillhandahålla en mer ekonomiskt gångbar metod för gaslagring och rening.