Structures organométalliques (Metal Organic Frameworks, MOF)

Des solutions de caractérisation des MOF pour vous aider à construire des structures fiables

Les structures organométalliques (MOF) sont des structures covalentes à cristaux hybrides créées à partir de la réaction entre des molécules organiques et des ions métalliques. Elles sont non seulement plus durables que les cristaux organiques, mais elles possèdent également un potentiel inégalé pour piéger, stocker et catalyser des ions et des molécules grâce à leurs vides interconnectés à l'échelle nanométrique.

Grâce à ces capacités, les MOF peuvent être d'une valeur significative dans plusieurs applications, y compris le stockage et la séparation des gaz, la séparation et la purification des liquides, le stockage d'énergie électrochimique, la catalyse, ou l'administration des médicaments. Les MOF peuvent également être utilisées dans les capteurs de gaz qui mesurent ce processus de capture et y répondent.

Pourquoi la caractérisation des matériaux est-elle importante pour les MOF ?

Pour tirer le meilleur parti du potentiel des MOF, vous devez être en mesure d'ajuster leurs caractéristiques clés ainsi que l'environnement local (tels que le champ électrique, la température, la pression ou les caractéristiques chimiques). Plus précisément, la caractérisation et l'optimisation des matériaux vous permettent d'adapter les molécules ou les ions que vous attirez, de contrôler la rapidité avec laquelle le MOF les piège ou les libère, et de s'assurer que cela est effectué efficacement. De cette façon, vous pouvez garantir que votre MOF fourni des produits finaux fiables et toujours traitables. 

Quelles sont les caractéristiques importantes des MOF ?

Les structures cristallines des MOF leur donnent leurs capacités de collecte. En adaptant les molécules constitutives du MOF et la manière dont elle est synthétisée, vous pouvez optimiser la taille, la connectivité et l'affinité de liaison des vides des cristaux pour attirer des molécules ou des ions spécifiques. Pour ce faire, vous devez bien comprendre comment la structure du réseau cristallin interagit avec d'autres espèces moléculaires et ioniques, et comment les variations de l'environnement hôte affectent cette structure.

Il est également important de comprendre la taille et la morphologie des particules : optimiser ces caractéristiques peut maximiser les performances de votre MOF. Plus précisément, la surface totale des particules détermine l'efficacité avec laquelle un gaz ou un liquide peut circuler et la rapidité avec laquelle la MOF peut piéger ou libérer des molécules ou des ions. Pour obtenir le meilleur produit fini, les particules de MOF doivent rester de taille constante, intactes et non agglomérées, et l'écoulement et le tassement de la poudre doivent être contrôlés.

Ensuite, la surveillance de la concentration élémentaire du liquide de support de la MOF peut aider à s'assurer que cette dernière récolte et libère efficacement des ions. 

Enfin, lorsque les MOF sont formulées sous forme de nanoparticules synthétiques, les surfaces de ces nanoparticules synthétiques peuvent être modifiées. Cela permet aux nanoparticules d'accéder aux cellules et donc de transporter une large gamme de produits pharmaceutiques actifs et ciblés. La compréhension du comportement hydrodynamique des nanoparticules est essentielle au succès de ce type d'application des MOF.

Quelles sont nos solutions d'analyse de MOF ?

La diffraction des rayons X (XRD) vous permet de mesurer et de vérifier la structure cristalline de vos MOF. Nos diffractomètres à rayons X Empyrean et Aeris fournissent des données de diffraction de poudre de la plus grande qualité. L'Aeris réalise des acquisitions en seulement cinq minutes, et les deux instruments fournissent une excellente résolution et sensibilité pour les moindres détails. De plus, la microcalorimétrie hypersensible de notre MicroCal PEAQ-ITC permet d'obtenir directement des mesures de l'affinité de liaison, de la stœchiométrie, de l'enthalpie et de l'entropie de votre structure.

Pour la granulométrie, notre granulomètre par diffraction laser Mastersizer 3000 est la solution. Sa polyvalence vous permet de créer la meilleure configuration pour des résultats homogènes. En ce qui concerne la morphologie des particules, le Morphologi 4 peut générer un ensemble complet de résultats de taille et de forme pour un maximum de 500 000 particules en seulement 30 minutes. Grâce au Morphologi 4-ID, vous pouvez aussi retourner à n'importe quelle particule individuelle pour une analyse plus détaillée, telle que la spectroscopie Raman.

Lorsqu'il s'agit d'analyser les nanoparticules de MOF en solution, la diffusion dynamique de la lumière (DLS) et l'électrophorèse laser Doppler (ELS) sont des techniques idéales pour mesurer respectivement la taille des particules et analyser la dérive des particules pour le potentiel zêta. Notre gamme Zetasizer Advance prend en charge les deux techniques, et le Nanosight NS300 complète ces mesures d'une imagerie du mouvement des particules en temps réel, ainsi que d'une analyse de suivi pour la granulométrie et la concentration.

En outre, nos instruments de fluorescence X (XRF), tels que l'Epsilon et le Zetium, peuvent vous aider à éviter les impuretés et à suivre l'absorption ou l'expulsion des espèces en analysant la composition chimique de votre échantillon de MOF ou de sa solution de support. Grâce à notre matériel de préparation des échantillons, vous pouvez également créer des solutions pour l'analyse chimique de l'ICP.

Empyrean

Le diffractomètre intelligent
Empyrean

Aeris

Dynamiser la nouvelle génération de recherche XRD
Aeris

Gamme ITC MicroCal

Détermine les paramètres de liaison des biomolécules en une unique analyse
Gamme ITC MicroCal

Mastersizer 3000

Fournir les données dont vous avez besoin pour obtenir des résultats fiable...
Mastersizer 3000

Morphologi 4

Analyse rapide et automatisée de la forme et de la taille des particules
Morphologi 4

Morphologi 4-ID

Caractérisation rapide et automatisée des particules de composants spécifiq...
Morphologi 4-ID

NanoSight NS300

Optimisé pour les travaux en fluorescence.
NanoSight NS300

À votre service sur le long terme

Avec Malvern Panalytical, vous pouvez également compter sur l'expertise de nos scientifiques d'applications. Quel que soit l'instrument, ils vous montreront comment en tirer le meilleur parti grâce à une formation adaptée. De plus, il ne suffit que d'un appel pour joindre nos équipes de service clients régionales. Nous restons à votre service, que vous ayez besoin d'une explication rapide, d'un contrat de service complet ou autre.

Nous pouvons vous aider à tirer le meilleur parti de vos MOF. Contactez-nous dès aujourd'hui.