«Важное для фундаментальной химии событие»: российские учёные впервые синтезировали анти-МОК-соединение

Российские химики совершили прорыв в фундаментальной науке, впервые в мире синтезировав соединения принципиально нового класса — антиметаллоорганические каркасы (анти-МОК). Если в классических металлоорганических каркасах (МОК) «узлы» решетки образованы катионами металлов, а связующими элементами служат анионы, то в новом веществе их роли полностью инвертированы. Это открытие не только меняет представления о строении материи, но и открывает путь к созданию тысяч новых материалов с прогнозируемыми свойствами, пригодных для промышленного использования.

Зеркальная структура: как катионы и анионы поменялись местами

Классические МОК, активно изучаемые во всем мире, представляют собой трехмерную решетку с высокой пористостью. В ней положительно заряженные ионы металлов (цинка, меди, циркония) соединяются жесткими «стержнями» из отрицательно заряженных органических анионов. Именно эта структура позволяет использовать МОК для адсорбции газов, разделения жидких смесей и создания высокочувствительных газовых сенсоров.

Группа ученых из ЮУрГУ, Иркутского института химии СО РАН и СПбГУ пошла против логики — им удалось получить стабильный каркас, где линкерами выступают двухзарядные катионы, а в узлах решетки находятся анионы. Руководитель исследования, доктор химических наук Дмитрий Жеребцов, пояснил, что суть работы заключалась именно в инверсии зарядовых ролей, что и дало название новому классу — «анти-МОК».

Практическая ценность: от лаборатории до промышленности

Несмотря на фундаментальный характер открытия, авторы подчеркивают его высокий прикладной потенциал. С технической точки зрения синтез не требует дорогих реагентов или сложного оборудования, что предопределяет экономическую рентабельность будущего промышленного выпуска. Предполагается, что анти-МОК смогут применяться в тех же сферах, что и их классические аналоги: в качестве компонентов газовых сенсоров для мониторинга загрязнений, для адсорбции водорода в автомобильной промышленности и для повышения октанового числа топлива. На сегодняшний день в мире известно несколько тысяч различных МОК. Создание анти-МОК открывает возможность синтеза как минимум такого же количества новых соединений, обладающих уникальными, ранее недоступными характеристиками. В то время как мировое научное сообщество десятилетиями оттачивало технологии работы с металлоорганическими каркасами, российская команда впервые смогла создать их зарядовую инверсию. Это ставит Россию в позицию пионера в новой ветви химии. Исследование уже принято к публикации в авторитетном журнале Acta Crystallographica B, что подтверждает признание открытия международным научным сообществом. Теперь перед учеными стоит задача детального изучения свойств полученных материалов, что может привести к появлению технологий, которые сегодня невозможно спрогнозировать.