??? 美國西北大學(xué)的一個研究小組研發(fā)出了一種新型的金屬有機骨架(MOFs)納米材料,它由玉米淀粉和鉀鹽的化合物結(jié)晶而成,不僅能吸收和存儲氣體,用于食品工業(yè)和醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域;最神奇的是,該材料對人體和環(huán)境完全無害,可以像糖、鹽等一樣被人食用。研究論文將發(fā)表在11月出版的《應(yīng)用化學(xué)》雜志上。?
研究由西北大學(xué)溫伯格學(xué)院文理學(xué)院信托委員會化學(xué)教授弗·雷澤斯托達特領(lǐng)導(dǎo),新型可食用的MOFs原材料包括伽馬-環(huán)糊精、氯化鉀或苯甲酸鉀、美國常青酒等。
金屬有機骨架(MOFs)技術(shù)“誕生”于1999年左右,MOFs是一種有序的、格子框架晶體,由有機分子與節(jié)點連接而成,節(jié)點通常是銅、鋅、鎳或鈷等金屬。在它們的大孔隙里,MOFs能有效地存儲如氫氣或二氧化碳等氣體,這在工程科學(xué)上具有獨特的用處。
斯托達特表示,在MOFs中,均勻?qū)ΨQ非常重要。天然材料通常都不具備均勻?qū)ΨQ性,所以很難結(jié)晶成高度有序而多空的框架材料。但伽馬-環(huán)糊精解決了這一難題:它由8個不對稱的葡萄糖殘基排列成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu),這本身形成了一種對稱。把伽馬-環(huán)糊精和鉀鹽溶化在水中,水分和酒精的蒸發(fā)會使混合液結(jié)晶。
得到的結(jié)晶呈立方體狀,由6個伽馬-環(huán)糊精分子在三維空間連接鉀離子構(gòu)成,形成一個多孔骨架,通透性良好,非常適合作為氣體或小分子的吸收材料??紫恫糠终剂苏麄€固體的54%。研究小組認(rèn)為,這種前所未有的形狀將對稱和非對稱兩種形態(tài)嫁接在一起,這種結(jié)合方式在其他材料領(lǐng)域也有推廣價值。
研究人員表示,目前,大部分MOFs使用石油化工材料制作而成,既昂貴又耗時,而新研發(fā)材料的主要成分是純天然的玉米淀粉分子,制造簡單,而且環(huán)??稍偕T摬牧铣云饋碛悬c苦味,但它完全無毒,可為氫動力汽車提供非常環(huán)保的儲氫材料。
斯托達特指出,用普通材料生成新奇的結(jié)晶體,不僅對能源存儲和環(huán)境保護意義深遠,對食品質(zhì)量安全和衛(wèi)生保健也大有裨益。純天然MOFs將賦予廚房化學(xué)全新的含義,為人們帶來更健康的生活。