Що спільного між месопотамськими склодувами та лабораторіями 2026 року? Як виявилося, дуже багато. Міжнародна команда науковців знайшла спосіб вдосконалити футуристичне пористе скло, яке вміє захоплювати вуглекислий газ і водень — і зробила це за допомогою хімічного прийому, якому тисячі років.
Мова про MOF-скло (метал-органічне каркасне скло) — унікальний матеріал, де металеві атоми з’єднані органічними молекулами. Завдяки пористій структурі він здатен уловлювати гази, зберігати воду та розділяти хімічні сполуки. Проблема? Його надто важко обробляти. MOF-скло розм’якшується лише вище 300 °C — майже на межі руйнування самого матеріалу.
Натхнення з минулого
Додавання невеликих кількостей сполук натрію чи літію змінює все. Цей підхід — прямий наслідок того, як століттями модифікували звичайне силікатне скло: домішки руйнують частину зв’язків у структурі, знижуючи температуру плавлення та полегшуючи формування.
«Скло супроводжує людську цивілізацію тисячоліттями. Від стародавньої Месопотамії до сучасних волоконно-оптичних кабелів — невеликі хімічні модифікатори полегшують обробку скла та змінюють його функціональні властивості», — зазначив доктор Домінік Кубіцький з Університету Бірмінгема.
Результати дослідження опубліковані у Nature Chemistry 4 травня 2026 року. Команда працювала з ZIF-62 — одним із найвідоміших MOF-скол, яке можна розплавити та охолодити, зберігши внутрішні пори.
Що саме робить натрій?
Тут починається найцікавіше. Дослідники з Бірмінгема на чолі з докторами Кубіцьким та Бенджаміном Галлантом провели атомно-рівневі дослідження та експерименти з твердотільної ЯМР-спектроскопії при високих температурах. І з’ясували: натрій не просто заповнює порожнечі.
Деякі атоми натрію заміщують атоми цинку, трохи послаблюючи структуру скла та змінюючи його характеристики. Штучний інтелект підтвердив це — команда професора Ендрю Морріса та доктора Маріо Онгкіко використала машинне навчання для моделювання атомних взаємодій, і результати збіглися з експериментальними даними.
Професор Себастьян Хенке з TU Dortmund підсумував: цей принцип можна перенести на гібридні метал-органічні скла, наблизивши їх до реального виробництва. Газорозділення, зберігання, каталіз — усе це може стати доступнішим завдяки матеріалу, який ще недавно здавався лабораторною екзотикою.
Про автора
