Estruturas orgânicas metálicas (MOFs) são estruturas híbridas covalentes de cristal criadas pela reação de moléculas orgânicas com íons metálicos. Elas não são apenas mais duráveis do que cristais orgânicos, mas também, por causa de seus vazios interconectados em nanoescala, têm um potencial inigualável para reter, armazenar e catalisar íons e moléculas.
Graças a essas capacidades, as MOFs podem agregar valor significativo em várias aplicações, incluindo armazenamento e separação de gás, separação e purificação de líquidos, armazenamento de energia eletroquímica, catálise ou fornecimento de medicamentos. Elas também podem ser usadas em dispositivos sensores de gás que medem e respondem a esse processo de captura.
Por que a caracterização do material é importante em MOFs?
Para tirar o máximo proveito do potencial das MOFs, você precisa ser capaz de ajustar as suas principais características e o ambiente local (como o campo elétrico, a temperatura, a pressão ou a química). Especificamente, a caracterização e a otimização de materiais permitem que você adapte as moléculas ou íons que atrair, controle a rapidez com que a MOF os retém ou libera e garanta que ele faça isso de forma eficaz. Dessa forma, você pode garantir que a MOF ofereça produtos finais robustos e processáveis de forma consistente.
Quais características da MOF são importantes?
As estruturas cristalinas das MOFs proporcionam capacidades de coleta. E, ao adaptar as moléculas constituintes da MOF e como elas são sintetizadas, você pode otimizar o tamanho, a conectividade e a afinidade de ligação dos vazios dos cristais para atrair moléculas ou íons específicos. Para fazer isso, você precisa ter um entendimento sólido de como a estrutura da cela cristalina interage com outras espécies moleculares e iônicas e como as variações no ambiente hospedeiro afetam essa estrutura.
A compreensão do tamanho e da morfologia das partículas também é importante: otimizar essas características pode maximizar o desempenho da MOF. Especificamente, a área de superfície total das partículas determina a eficácia do fluxo de gás ou líquido e a rapidez com que a MOF pode reter ou liberar moléculas ou íons. Para conseguir o melhor produto final, as partículas da MOF devem ter tamanho constante, ser intactas e não aglomeradas, e o fluxo e a embalagem do pó devem ser controlados.
Além disso, o monitoramento da concentração elementar do líquido portador de uma MOF pode ajudar a garantir que a MOF colha e libere íons de maneira eficaz.
Por fim, quando as MOFs são formuladas em forma de nanopartículas sintéticas, as superfícies dessas nanopartículas sintéticas podem ser modificadas. Isso permite que as nanopartículas acessem as células e, portanto, transportem uma ampla variedade de medicamentos farmacêuticos ativos e direcionados. Entender o comportamento hidrodinâmico de nanopartículas é essencial para o sucesso com esse tipo de aplicação da MOF.
Quais são nossas soluções de análise de MOF?
A difração de raios X (XRD) permite medir e verificar a estrutura cristalina da MOF, e nossos difratômetros de raios X Empyrean e Aeris fornecem dados de difração de pó da mais alta qualidade. O Aeris pode realizar análises em apenas cinco minutos, e ambos os instrumentos fornecem excelente resolução e sensibilidade para os mínimos detalhes. Além disso, a microcalorimetria ultrassensível do nosso MicroCal PEAQ-ITC oferece medições diretas da afinidade de ligação, estequiometria, entalpia e entropia da sua estrutura.
Para o dimensionamento de partículas, nosso dimensionador de partículas por difração laser Mastersizer é a solução, e a versatilidade dele significa que você pode criar a melhor configuração para resultados consistentes. Quando se trata de morfologia de partículas, o Morphologi 4 pode gerar um conjunto completo de resultados de tamanho e forma para até 500 mil partículas em apenas 30 minutos. E, com o Morphologi 4-ID, você pode retornar a qualquer partícula individual para uma análise mais detalhada, como a espectroscopia Raman.
Quando se trata de analisar nanopartículas da MOF em solução, o espalhamento de luz dinâmico (DLS) e o espalhamento de luz eletroforético (ELS) são ideais para medir o tamanho das partículas e analisar o desvio de partículas para o potencial Zeta, respectivamente. Nossa linha Zetasizer Advance suporta ambas as técnicas, e o Nanosight Pro complementa essas medições com imagens em tempo real do movimento de partículas, incluindo análise de rastreamento para dimensionamento e concentração.
Além disso, nossos instrumentos de fluorescência de raios X (FRX), como o Epsilon e o Zetium, podem ajudar você a evitar impurezas e controlar a absorção ou expulsão de espécies analisando a composição química de sua amostra de MOF ou de sua solução portadora. Ou, com nosso equipamento de preparação de amostras, você também pode criar soluções para análise química ICP.
Linha MicroCal ITC
Morphologi 4-ID
NanoSight Pro
À sua disposição em longo prazo
Com a Malvern Panalytical, você também pode contar com a experiência de nossos cientistas de aplicações. Seja qual for o instrumento, eles vão mostrar a você como tirar o máximo proveito dele por meio de um treinamento personalizado. E nossas equipes regionais de suporte ao cliente estão a apenas uma chamada de distância. Se você precisar de uma explicação rápida, um contrato de serviço completo ou qualquer outra coisa, estamos à sua disposição.
Deixe-nos ajudar você a aproveitar ao máximo suas MOFs – entre em contato conosco hoje mesmo.