Estruturas Metalorgânicas (MOF’s)
Saiba tudo o que você precisa sobre Estruturas Metalorgânicas (MOF’s).
Sendo assim, com uma proposta de construir um Mundo que caminhe para uma melhora da sustentabilidade, cientistas e pesquisadores estão constantemente explorando diversos materiais que possam lidar com os desafios ambientais urgentes. A fim de que uma classe de materiais que tem recebido muita atenção é a das Estruturas Metalorgânicas, ou MOFs (Metal Organic Frameworks). Esses materiais possuem propriedades que as tornam promissoras para uma ampla gama de aplicações, desde armazenamento de energia e remediação ambiental, até liberação controlada de medicamentos e separação de gases.
Então, o que exatamente são esses compostos?
De forma simples, as MOFs são como esponjas microscópicas com uma estrutura bem definida e cristalina. Desse modo, moléculas orgânicas conectam íons metálicos ou aglomerados, formando uma rede porosa. Dessa forma, essa estrutura única confere uma área de superfície bem grande, que pode ser várias vezes maior que um campo de futebol em apenas um grama de material! Essa imensa área de superfície também permite armazenar e absorver gases, líquidos e outras moléculas.
As MOF’s também são muito versáteis. Os cientistas podem personalizar a sua composição, selecionando diferentes íons metálicos e conectores orgânicos, permitindo que ajustem as propriedades desses materiais para aplicações específicas. Ao incorporar certos metais na estrutura, apresentam também propriedades catalíticas para acelerar reações químicas. Podemos classificadas em:
- Microporosas (< 2 nm; as mais estudadas)
- Mesoporosas (entre 2nm e 50 nm; estudos crescentes)
- Macroporosas (> 50nm; pouco estudadas até então)
Fonte: http://www.eaic.uem.br/eaic2022/anais/artigos/5951
Fonte: https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/ra/d2ra01505f
Fonte: Alshammari, A. & Jiang, Zheng & Cordova, Kyle. (2016). Metal Organic Frameworks as Emerging Photocatalysts. 10.5772/63489.
Aplicações de MOF’s
a princípio, especialmente as MOFs mesoporosas, desenvolvidas com maior volume de poros e área superficial, possuem notável potencial no armazenamento de energia. São candidatas ideais para armazenar gases, como hidrogênio e metano, sobretudo são essenciais para tecnologias de energia limpa. Elas também podem absorver e armazenar esses gases em altas densidades, assim permitindo um transporte eficiente e seguro, além de seu uso como combustíveis alternativos. Além disso, têm mostrado promessa na captura de emissões de dióxido de carbono gerados por processos industriais.
Além das aplicações em energia e meio ambiente, essas estruturas metalorgânicas têm demonstrado grande potencial na área da medicina. Seus poros podem ser projetados para encapsular e liberar medicamentos com alta precisão, dessa forma permitindo liberação direcionada e controlada de fármacos. Isso poderia revolucionar a forma como tratamos doenças, pois as MOFs oferecem a possibilidade de reduzir os efeitos colaterais e melhorar a eficácia dos tratamentos.
Embora apresentem grande promessa, ainda existem desafios a serem superados. Uma das principais dificuldades é sua estabilidade e durabilidade, pois podem ser sensíveis à umidade e a outras condições ambientais, limitando suas aplicações práticas.
Assim, pesquisadores estão trabalhando ativamente no desenvolvimento de novas estratégias para aprimorar sua estabilidade e estrutura, como revesti-las com camadas protetoras ou incorporá-las em materiais híbridos.
Referências
- GONÇALVES, D. V. Simulação molecular da adsorção de gases em estruturas metalorgânicas mesoporosas. 2014. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014
Por Barbara Helena
