Профессор Омар Ягхи (Omar Yaghi) и его коллеги из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) и Калифорнийского института наносистем (California NanoSystems Institute) создали нанокристалл с самой низкой плотностью в мире.

Как предполагают ученые, этот удивительный наноматериал найдет широкое применение в промышленности, а также — в качестве системы хранения газов, в частности — водорода (в роли автомобильного топлива).

Кристаллическая структура, названная COF-108, обладает плотностью всего в 0,17 грамма на кубический сантиметр. Кристалл составлен из таких элементов, как водород, бор, углерод и кислород.

Интересно, что COF-108 является органическим кристаллом, или кристаллом-пластмассой: членом сравнительного нового класса веществ, называемых учеными COF, то есть «ковалентные органические каркасы».

Рис. 1. Физик Омар Ягхи и структура кристалла COF-108 (Reed Hutchinson)

Этот класс веществ, как и специализированную химию для их синтеза (названную ретикулярной химией — reticular chemistry), развила команда ученых UCLA во главе с Яги, в сотрудничестве со специалистами из университета Мичигана (University of Michigan).

Теперь Омар Яги с сотоварищами разработал несколько новых таких веществ — трехмерных структур, составленных из стандартных молекулярных блоков.

Как пишут авторы работы в своей статье в Science, «поскольку эти материалы полностью построены из сильных ковалентных связей (C-C, C-O, C-B, и B-O), они имеют высокую тепловую стабильность (400–500 градусов по Цельсию) и высокую площадь поверхностности, и чрезвычайно низкий удельный вес».

К примеру, площадь поверхности COF-102 и COF-103 составляет 3472 и 4210 квадратных метра на грамм, соответственно. А для COF-108 этот параметр превышает 4500 «квадратов» на грамм. «Один грамм COF-108, будучи "распутанным», мог бы покрыть площадь приблизительно в 30 теннисных кортов", — рассказал Яги.

Он считает, что новые кристаллы из-за своей чрезвычайной пористости идеально подходят для улавливания или хранения газов: водорода или метана в автомобиле, углекислого газа из выбросов электростанций. Подробнее вы можете прочесть в пресс-релизе университета.