??? 美國(guó)西北大學(xué)的一個(gè)研究小組研發(fā)出了一種新型的金屬有機(jī)骨架(MOFs)納米材料,它由玉米淀粉和鉀鹽的化合物結(jié)晶而成,不僅能吸收和存儲(chǔ)氣體,用于食品工業(yè)和醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域;最神奇的是,該材料對(duì)人體和環(huán)境完全無(wú)害,可以像糖、鹽等一樣被人食用。研究論文將發(fā)表在11月出版的《應(yīng)用化學(xué)》雜志上。?
研究由西北大學(xué)溫伯格學(xué)院文理學(xué)院信托委員會(huì)化學(xué)教授弗·雷澤斯托達(dá)特領(lǐng)導(dǎo),新型可食用的MOFs原材料包括伽馬-環(huán)糊精、氯化鉀或苯甲酸鉀、美國(guó)常青酒等。
金屬有機(jī)骨架(MOFs)技術(shù)“誕生”于1999年左右,MOFs是一種有序的、格子框架晶體,由有機(jī)分子與節(jié)點(diǎn)連接而成,節(jié)點(diǎn)通常是銅、鋅、鎳或鈷等金屬。在它們的大孔隙里,MOFs能有效地存儲(chǔ)如氫氣或二氧化碳等氣體,這在工程科學(xué)上具有獨(dú)特的用處。
斯托達(dá)特表示,在MOFs中,均勻?qū)ΨQ(chēng)非常重要。天然材料通常都不具備均勻?qū)ΨQ(chēng)性,所以很難結(jié)晶成高度有序而多空的框架材料。但伽馬-環(huán)糊精解決了這一難題:它由8個(gè)不對(duì)稱(chēng)的葡萄糖殘基排列成一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu),這本身形成了一種對(duì)稱(chēng)。把伽馬-環(huán)糊精和鉀鹽溶化在水中,水分和酒精的蒸發(fā)會(huì)使混合液結(jié)晶。
得到的結(jié)晶呈立方體狀,由6個(gè)伽馬-環(huán)糊精分子在三維空間連接鉀離子構(gòu)成,形成一個(gè)多孔骨架,通透性良好,非常適合作為氣體或小分子的吸收材料。孔隙部分占了整個(gè)固體的54%。研究小組認(rèn)為,這種前所未有的形狀將對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)兩種形態(tài)嫁接在一起,這種結(jié)合方式在其他材料領(lǐng)域也有推廣價(jià)值。
研究人員表示,目前,大部分MOFs使用石油化工材料制作而成,既昂貴又耗時(shí),而新研發(fā)材料的主要成分是純天然的玉米淀粉分子,制造簡(jiǎn)單,而且環(huán)??稍偕?。該材料吃起來(lái)有點(diǎn)苦味,但它完全無(wú)毒,可為氫動(dòng)力汽車(chē)提供非常環(huán)保的儲(chǔ)氫材料。
斯托達(dá)特指出,用普通材料生成新奇的結(jié)晶體,不僅對(duì)能源存儲(chǔ)和環(huán)境保護(hù)意義深遠(yuǎn),對(duì)食品質(zhì)量安全和衛(wèi)生保健也大有裨益。純天然MOFs將賦予廚房化學(xué)全新的含義,為人們帶來(lái)更健康的生活。