Porous soft materials with liquid-glass-crystal interconvertibility based on metal-organic polyhedra

Abstract

La capacité des matériaux à s’interconvertir entre différentes phases offre davantage de possibilités de contrôle des propriétés des matériaux sans modification chimique supplémentaire. L’étude des matériaux microporeux à changement d’état vient d’émerger et implique principalement la liquéfaction ou l’amorphisation d’adsorbants solides en phases liquide ou vitreuse en ajoutant des composants non poreux ou en sacrifiant leur porosité. Le matériau présentant des phases réversibles avec une porosité maintenue reste cependant à atteindre. Ici, nous synthétisons des polyèdres organométalliques (MOP) qui s’interconvertissent entre les phases liquide-verre-cristal. L’approche synthétique modulaire est appliquée pour intégrer la cavité MOP centrale qui fournit une microporosité permanente avec des polymères attachés qui dictent la transition de phase. Nous démontrons la transformabilité de ce matériau en fabriquant une membrane de séparation de gaz présentant une perméabilité et une sélectivité réglables en changeant d’état. La membrane MOP liquide présente notamment une sélectivité unique de CO2 sur H2 avec une perméabilité améliorée, par rapport à la plupart des membranes poreuses conventionnelles.