Американские химики показали очень простой метод создания металлоорганических каркасных структур (metal-organic framework, MOF), способных фиксировать диоксид углерода.

Стоит напомнить, что MOF представляют собой кристаллы с упорядоченной структурой, в которых металлосодержащие кластеры соединяются органическими «распорками». Результаты недавних экспериментов показали, что MOF подходят для хранения газового топлива или направленного переноса лекарственных препаратов в организме; кроме того, эти наноматериалы можно использовать в катализе.

К сожалению, бóльшая часть известных металлоорганических каркасных структур изготавливается из невозобновляемого сырья с применением токсичных растворителей. В прошлом году авторы решили эту проблему, создав экологичный — и, что интересно, съедобный — вариант MOF на основе получаемого из кукурузного крахмала γ-циклодекстрина, который объединяет в симметричное кольцо восемь остатков глюкозы. Вторым ингредиентом тогда стала соль щелочного металла: хлорид калия или консервант E212 — бензоат калия.

В новых экспериментах участвовала несколько модифицированная версия MOF, приготовленная с использованием γ-циклодекстрина и гидроксида рубидия. Тестируя возможности этой каркасной структуры, химики отметили избирательную адсорбцию СО₂ — обратимую фиксацию углерода с образованием и разложением карбонатов при комнатной температуре. Свидетельством успешного «захвата» углерода стали данные спектроскопии ядерного магнитного резонанса на ядрах ¹³С.

Учёные также опробовали более практичную технологию наблюдения за работой MOF, вводя в каркасную структуру кислотно-основный индикатор (метиловый красный). Когда диоксид углерода реагирует с MOF, индикатор изменяет цвет: до включения СО₂ кристаллы представляются ярко-жёлтыми, а после — становятся красно-оранжевыми.