náhled|Syntéza struktury MIL-101. Každý zelený oktaedr je tvořen jedním atomem chromu ve svém středu a šesti atomy kyslíku (červené koule) ve svých vrcholech. Metal-organické sítě (anglicky metal-organic frameworks, zkratka MOF) jsou porézní polymery, které se skládají z klastrů kovů koordinovaných organickými ligandy a tím tvoří jedno-, dvou- nebo trojrozměrné struktury. Mezi používané organické ligandy, které představují „spojky“, patří například kyselina tereftalová.
Z formálního hlediska je MOF potenciálně porézní rozšířená struktura, která se skládá z iontů kovů a organických spojek. Rozšířená struktura je taková struktura, jejíž podjednotky se vyskytují v konstantním poměru a jsou uspořádány do opakujícího se vzoru. Metal-organické sítě jsou kategorií koordinačních sítí. Mezi koordinační sítě patří dva druhy struktur:
Koordinační sloučeniny rozšířené v jedné dimenzi (v jednom směru) na základě opakujících se koordinovaných podjednotek, které ale obsahují propojení mezi jednotlivými řetězci, kruhy nebo jinými spojeními. Rozšířené koordinační sloučeniny, které se na základě koordinovaných podjednotek rozprostírají ve dvou nebo třech dimenzích.
náhled|Elektronový mikrograf struktury MIL-101. Krystaly ukazují opakující se supertetraedry Koordinační sítě pak patří mezi koordinační polymery, tedy koordinační sloučeniny s opakujícími se koordinovanými podjednotkami, které jsou rozšířené v jedné, dvou nebo třech dimenzích. Většina dosud popsaných metal-organických sítí jsou krystalické sloučeniny, avšak existují i amorfní metal-organické sítě a jiné neuspořádané fáze.
Metal-organické sítě jsou schopné díky dutinám ve své struktuře vázat plyny, které lze reverzibilně uvolňovat, a rovněž je možné je reverzibilně hydratovat. Ve většině metal-organických sítí zůstávají póry neměnné i při uvolňování molekul (typicky rozpouštědel) a lze je znovu naplnit jinými sloučeninami. Díky této vlastnosti jsou metal-organické sítě zajímavé jako prostředek ke skladování plynů, například metanu, vodíku nebo oxidu uhličitého. Mezi (potenciální) využití metal-organických sítí patří skladování plynů, purifikace plynů, separace plynů, sanace vody a katalýza; rovněž by mohly být použity jako vodivé pevné látky nebo jako superkondenzátory.
Syntéza a vlastnosti metal-organických sítí jsou hlavním předmětem zkoumání retikulární chemie (z latinského reticulum – malá síť). Na rozdíl od metal-organických sítí jsou kovalentní organické sítě (COF) takové rozšířené struktury, které jsou tvořeny pouze lehkými prvky (vodík, bor, uhlík, dusík, kyslík).
V roce 2025 získali Susumu Kitagawa, Richard Robson a Omar Yaghi Nobelovu cenu za chemii za mimořádný přínos „za rozvoj metal-organických sítí“.
Odkazy
Reference
Externí odkazy
Kategorie:Polymery