طرح روی جلد یکی از شمارههای اخیر مجله معتبر علمی Analytical Chemistry به مقالهای پژوهشی از محققان دانشگاه صنعتی اصفهان اختصاص یافت؛ پژوهشی که به بررسی نسل جدیدی از پلیمرهای آلی متخلخل با کاربردهای گسترده در حوزه محیطزیست، کاتالیز و فناوریهای انرژی میپردازد.
به گزارش برنا، طرح روی جلد شماره اخیر این مجله بینالمللی به مقالهای از محمدتقی جعفری عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان اختصاص یافته است. این پژوهش با همکاری حسین فرخپور و جعفری محمد حریری، دانشجوی دکتری این دانشگاه انجام شده است. دکتر جعفری علاوه بر فعالیتهای علمی در حوزه توسعه محصولات دانشبنیان نیز از پژوهشگران فعال و شناختهشده به شمار میرود.
این مقاله به بررسی پلیمرهای آلی متخلخل سولفاته (SPOPs) میپردازد؛ دستهای از مواد نوآورانه و مهندسیشده در علوم شیمی و مواد که در سالهای اخیر توجه قابل توجهی را در میان پژوهشگران به خود جلب کردهاند. به طور کلی پلیمرهای آلی متخلخل (POPs) به دلیل ساختارهای متنوع و قابلیت طراحی و تنظیم ویژگیها، به یکی از حوزههای فعال تحقیقاتی در علم مواد تبدیل شدهاند.
این مواد طیف گستردهای از ساختارها را شامل میشوند؛ از چارچوبهای بسیار بلورین تا ساختارهای کاملا آمورف. از مهمترین خانوادههای این مواد میتوان به چارچوبهای آلی کووالانسی (COFs)، چارچوبهای تریآزین کووالانسی (CTFs)، چارچوبهای آروماتیک متخلخل (PAFs)، پلیمرهای میکرومتخلخل کونژوگه (CMPs)، پلیمرهای دارای میکروتخلخل ذاتی (PIMs) و پلیمرهای هایپرکراسلینکشده (HCPs) اشاره کرد.
اگرچه تخلخل ذاتی و پایداری بالا از ویژگیهای مهم این مواد به شمار میرود اما یکی از مزیتهای کلیدی آنها قابلیت عاملدارسازی هدفمند است. در این میان افزودن گروههای اسید سولفونیک (–SO۳H) به ساختار این چارچوبهای متخلخل میتواند عملکردهای جدیدی به آنها ببخشد و دامنه کاربردهایشان را گسترش دهد.
در این پژوهش مروری جامع بر پلیمرهای آلی متخلخل سولفاته ارائه شده است؛ موادی که در آنها چارچوبهای پلیمری مستحکم با خاصیت اسیدی قوی برونستد ناشی از گروههای –SO۳H ترکیب شدهاند. پژوهشگران در این مقاله اصول طراحی و روشهای سنتز این مواد را بررسی کرده و نشان دادهاند که چگونه این نوع عاملدارسازی میتواند ویژگیهای آنها را برای کاربردهای نوآورانه تنظیم و بهینه کند.
این مواد پیشتر به عنوان کاتالیزورهای اسیدی ناهمگن کارآمد در واکنشهای آلی شناخته شده بودند، اما اکنون به عنوان گزینههایی مهم برای پاسخ به برخی چالشهای جهانی نیز مطرح شدهاند. از جمله کاربردهای مهم آنها میتوان به حذف رنگها، آنتیبیوتیکها و فلزات سنگین از آب به کمک جاذبهای با کارایی بالا و همچنین جداسازی انتخابی گازها با استفاده از مواد متخلخل اشاره کرد.
علاوه بر این پلیمرهای آلی متخلخل سولفاته در حوزه انرژی نیز ظرفیتهای قابل توجهی دارند. این مواد میتوانند به عنوان غشاهای هدایتکننده پروتون نسل جدید در پیلهای سوختی با کارایی بالا و همچنین در سامانههای پیشرفته ذخیرهسازی انرژی مورد استفاده قرار گیرند و در برخی موارد جایگزینی مناسب برای غشاهای فلورینه محسوب شوند.
نتایج این پژوهش ضمن ارائه تحلیلی از وضعیت کنونی تحقیقات در این حوزه، چشماندازی از فرصتها و چالشهای پیشرو ترسیم میکند و میتواند به عنوان نقشه راهی برای توسعه و بهرهبرداری از ظرفیتهای چندکاربردی این مواد پیشرفته مورد استفاده قرار گیرد.
مجله Analytical Chemistry یکی از نشریات علمی معتبر جهان در حوزه شیمی تحلیلی است که از سال ۱۹۲۹ توسط انجمن شیمی آمریکا (ACS) منتشر میشود. این مجله به صورت دو هفته یکبار منتشر شده و مقالات آن بر اصول علم اندازهگیری شیمیایی و توسعه روشهای نوین تحلیلی تمرکز دارد.
انتهای پیام/