MOF holder luftfugtigheden i Goldilocks -zonen

Et nyt porøst materiale kan opsuge overdreven luftfugtighed i et rum for kun at frigive det igen, når luftfugtigheden falder. Nu har KAUST-forskere udtænkt et metal-organisk framework (MOF) -materiale, der overvåger dets egne egenskaber.

MOF'er er en klasse af mikroporøse materialer, der består af enkeltmetaller eller metalklynger forbundet med organiske linkermolekyler. Ved at variere metaller og organiske linkere, forskere kan præcist kontrollere formen, størrelse og funktionalitet af materialets mikroporesystem, hvilket igen påvirker materialets evne til at adsorbere visse molekyler. Forskellige MOF'er er designet til selektivt at fange kuldioxid, for eksempel. Andre er designet til at adsorbere vanddamp.

Denne nye MOF kan regulere forholdene perfekt inden for vinduet med behagelige og sunde fugtighedsniveauer, der er fastlagt af American Society of Heating, Ingeniører til køling og aircondition. Det kan bruges til at modulere luftfugtighed i indendørs rum, flykabiner eller endda rumfærger.

Styret af MOF -designstrategierne udviklet på KAUST, Mohamed Eddaoudi og hans team i Advanced Membranes and Porous Materials Center brugte den molekylære byggestenstilgang til at samle vandstabil Y-shp-MOF-5. Dette er en stærkt forbundet MOF, hvor sjældne jordartsmetalbaserede klynger er forbundet med 12 organiske linkere.

"Y-shp-MOF-5 udviser ekstraordinær adfærd, når den udsættes for vanddamp ved forskellige fugtighedsniveauer, "siger Eddaoudis ph.d. -studerende Rasha Abdul Halim. MOF optog lidt vand i tør luft, men hvis den relative luftfugtighed overstiger 55 procent, materialets vandabsorption steg kraftigt.

Bemærkelsesværdigt, hvis den relative luftfugtighed faldt til under 45 procent, MOF frigav sit adsorberede vand, hvilket betød, at den autonomt holdt den relative luftfugtighed inden for det komfortable og sikre område på 45-65 procent. Det bevarede denne ydelse, selv efter mere end 1000 vanddampadsorptions-desorptionscyklusser. "Denne adfærd er usædvanlig for mikroporøse materialer, "siger Youssef Belmabkhout, en seniorforsker i Eddaoudis gruppe.

"Fænomenerne med vandadsorption i Y-shp-MOF-5 er karakteristiske, "Tilføjer AbdulHalim." Nøglen til materialets lave vandabsorbering ved lav relativ luftfugtighed er dets relativt høje andel af hydrofobe organiske linkere, "siger hun." Kun ved højere vand-damptryk overvindes hydrofobiciteten, da vandmolekyler danner hurtigt voksende klynger inden for MOF's porer. "

"Y-shp-MOF-5's unikke adfærd sætter den i spidsen for energieffektive teknologier til autonome fugtstyringssystemer i lukkede rum, "siger Eddaoudi, der også fortalte os, at teamet forfølger udviklingen af ​​nye MOF'er med lignende adsorptions-desorptionsegenskaber, men med overlegen vandoptagelseskapacitet.