Ann Arbor, Michigan (VS) – De familie van holle metaalorganische moleculen groeit. Daaronder zit een type dat zeer goed methaan kan absorberen.


De synthese van holle metaalorganische moleculen vormt een splinternieuw chemisch studiegebied. De eerste publicatie over de vorming van zo’n molecuul kreeg zelfs de eervolle status van Hot Paper (zie ook Natuurwetenschap & Techniek, november 2001). Inmiddels presenteerden dezelfde uitvinders in Science een complete serie van dergelijke moleculen, met steeds grotere poriën. Kenmerkend zijn hun stabiliteit bij hogere temperaturen en drukken en hun zeer lage dichtheid.
In de metaalorganische kooimoleculen bezetten acht zinkatomen de acht hoeken van een kubus. Ze zijn omgeven door zuurstofatomen, waarmee organische moleculen kunnen reageren. Die organische moleculen vormen de ribben van de kubus. Het eerste molecuul, MOF-5, bevatte benzeengroepen in de ribben. MOF staat voor metal organic framework. Nu hebben dezelfde chemici die MOF-5 maakten, een serie van holle kubussen vervaardigd, die alle netjes een vaste, poreuze stof kunnen vormen. Het volume van de holte loopt in de serie op tot ruim negentiende van het kristalvolume.

Een gouden kogel toont de holle ruimte in MOF-5. Inmiddels bestaan er diverse andere metaalorganische moleculen met nog grotere holten.

Eén van de clusters heeft poriën met een doorsnede van 0,59 nanometer, ongeveer zo groot als een methaanmolecuul. Daarom gingen de onderzoekers in na hoe goed het materiaal daadwerkelijk gassen kan opnemen. Ze vergeleken het abosrberen van methaan, chloroform, benzeen en andere gassen door de diverse typen kooien. Daaruit leidden ze niet alleen af dat de metaalorganische kooien goed gassen kunnen absorberen, maar ook dat de aard van de ribben daarbij een belangrijk hulpmiddel kan zijn.

Erick Vermeulen