Dwutlenek węgla nie musi być traktowany tylko jako kłopotliwy gaz cieplarniany, jeden z głównych problemów ekologicznych ludzkości. Można go "zmusić" do współpracy przy tworzeniu nanomateriałów o wyjątkowych własnościach. Przekonują o tym w pracy opublikowanej na łamach czasopisma "Chemical Communications" naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN w Warszawie i Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej.
Dla warszawskich chemików dwutlenek węgla stał się kluczowym elementem reakcji, pozwalających tworzyć nanomateriały o wyjątkowych własnościach, na przykład bardzo dużej porowatości. Ich bardzo duża powierzchnia ma kluczowe znaczenie w przewidywanych zastosowaniach, między innymi dla magazynowania ważnych energetycznie gazów, w procesach katalizy czy dla budowy różnego rodzaju czujników.
Co więcej, otrzymane z użyciem CO2 mikroporowate materiały fluorescencyjne świecą z wydajnością kwantową znacznie większą niż w przypadku klasycznych materiałów stosowanych w diodach OLED.
Dwutlenek węgla (CO2) to naturalny składnik ziemskiej atmosfery. Jest najpowszechniej występującą jednostką budulcową opartą na węglu, uczestniczy miedzy innymi w syntezie glukozy, związku energetycznego i budulcowego o wielkim znaczeniu dla organizmów żywych. W przemyśle dwutlenek węgla jest stosowany miedzy innymi do syntezy polimerów. Do tej pory jednak mało prac naukowych opisywało wytwarzanie z udziałem CO2 nieorganicznych materiałów funkcjonalnych.
Grupa prof. dr hab. inż. Janusza Lewińskiego pokazała, że odpowiednio zaprojektowane związki mogą w reakcji z dwutlenkiem węgla tworzyć mikroporowaty materiał o cennych właściwościach, między innymi naprawdę wysokiej wydajności świecenia. Są poważne szanse, że będzie można wykorzystać go do budowy diod świecących lub układów sensorycznych. Na załączonym zdjęciu żółte piłki tenisowe symbolizują sieć krystaliczną powstającego materiału mikroporowatego, pomarańczowe piłki to cząsteczki gazu, które mogą się na tym materiale wiązać.
Już teraz można potwierdzić duże zainteresowanie nowym materiałem. Wynalazek jest przedmiotem krajowych i międzynarodowych zgłoszeń patentowych. Prace, zrealizowane we współpracy z Cambridge University oraz University of Nottingham, zostały opublikowane m.in. przez prestiżowe czasopisma chemiczne "Angewandte Chemie" oraz "Chemical Communications".
Polscy badacze podkreślają, że źródłem inspiracji podczas projektowania początkowych związków była sama natura, w szczególności wiązanie dwutlenku węgla w układach enzymatycznych anhydrazy węglanowej, enzymu odpowiedzialnego za szybki metabolizm CO2 w organizmie człowieka. Za skuteczne działanie enzymu odpowiada jego centrum aktywne, w którym znajduje się ugrupowanie hydroksycynkowe (ZnOH). Podobne ugrupowanie znalazło się również w zaprojektowanych przez warszawskich chemików cząsteczkach związków alkilocynkowych, wykorzystywanych do wiązania dwutlenku węgla.
Na podstawie materiałów prasowych IChF PAN.
