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美研發出可食用的納米化合物
發布時間:2010-09-26             瀏覽量: 11322 次

    美國西北大學的一個研究小組研發出了一種新型的金屬有機骨架(MOFs)納米材料,它由玉米淀粉和鉀鹽的化合物結晶而成,不僅能吸收和存儲氣體,用于食品工業和醫療技術領域;最神奇的是,該材料對人體和環境完全無害,可以像糖、鹽等一樣被人食用。研究論文將發表在11月出版的《應用化學》雜志上。 

  研究由西北大學溫伯格學院文理學院信托委員會化學教授弗·雷澤斯托達特領導,新型可食用的MOFs原材料包括伽馬-環糊精、氯化鉀或苯甲酸鉀、美國常青酒等。

  金屬有機骨架(MOFs)技術“誕生”于1999年左右,MOFs是一種有序的、格子框架晶體,由有機分子與節點連接而成,節點通常是銅、鋅、鎳或鈷等金屬。在它們的大孔隙里,MOFs能有效地存儲如氫氣或二氧化碳等氣體,這在工程科學上具有獨特的用處。

  斯托達特表示,在MOFs中,均勻對稱非常重要。天然材料通常都不具備均勻對稱性,所以很難結晶成高度有序而多空的框架材料。但伽馬-環糊精解決了這一難題:它由8個不對稱的葡萄糖殘基排列成一個環狀結構,這本身形成了一種對稱。把伽馬-環糊精和鉀鹽溶化在水中,水分和酒精的蒸發會使混合液結晶。

  得到的結晶呈立方體狀,由6個伽馬-環糊精分子在三維空間連接鉀離子構成,形成一個多孔骨架,通透性良好,非常適合作為氣體或小分子的吸收材料。孔隙部分占了整個固體的54%。研究小組認為,這種前所未有的形狀將對稱和非對稱兩種形態嫁接在一起,這種結合方式在其他材料領域也有推廣價值。

  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,而新研發材料的主要成分是純天然的玉米淀粉分子,制造簡單,而且環保可再生。該材料吃起來有點苦味,但它完全無毒,可為氫動力汽車提供非常環保的儲氫材料。

  斯托達特指出,用普通材料生成新奇的結晶體,不僅對能源存儲和環境保護意義深遠,對食品質量安全和衛生保健也大有裨益。純天然MOFs將賦予廚房化學全新的含義,為人們帶來更健康的生活。

                
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