在四種物質(zhì)狀態(tài)中，氣體是最難確定的。氣體分子快速而瘋狂地移動(dòng)，不喜歡被限制。當(dāng)受限制時(shí)，在容器中產(chǎn)生熱量和壓力，并且在氣體將蓋子從地方吹出之前不需要很長時(shí)間。幸運(yùn)的是，氣體是膚淺的。為他們提供一個(gè)有吸引力的內(nèi)部表面區(qū)域，他們會(huì)立刻將自己固定下來。不，這不是一見鐘情，而是吸附。

“吸附是氣體釘在另一種材料表面的過程-例如，容器的內(nèi)壁，”皮特化學(xué)與石油工程系助理教授克里斯威爾默說。“當(dāng)吸附發(fā)生時(shí)，氣體分子停止相互撞擊，降低壓力。因此，通過增加容器的內(nèi)表面積，我們可以在更小的空間內(nèi)儲(chǔ)存更多的氣體?！?br/>
Wilmer博士指導(dǎo)假設(shè)材料實(shí)驗(yàn)室，他和他的研究小組在那里開發(fā)了儲(chǔ)存，分離和運(yùn)輸氣體的新方法。他們最近在美國化學(xué)學(xué)會(huì)材料化學(xué)雜志上發(fā)表了他們的研究“在互穿金屬-有機(jī)框架中的熱傳輸”。該問題的封面還包括由Wilmer實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)工程研究生KutaySezginel設(shè)計(jì)的圖像。它描繪了互穿金屬有機(jī)框架或MOF。

MOF是一類很有前途的多孔材料，由與有機(jī)分子結(jié)合的金屬簇制成。發(fā)現(xiàn)不到二十年前，MOF有助于控制氣體，因?yàn)樗鼈兊亩嗫准{米結(jié)構(gòu)具有極高的表面積，并且可以定制設(shè)計(jì)為對(duì)某些氣體分子特別粘稠。MOF用于各種功能，包括氣體存儲(chǔ)，氣體分離，傳感和催化。

在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MOF相互編織或“相互滲透”時(shí)，它們可以從受限氣體中消散更多的熱量。事實(shí)上，平行的，互穿的MOF可以大致以兩個(gè)MOF的相同速率冷卻氣體。換句話說，如果那些季度是MOF，氣體并不介意近距離。

更有效的天然氣儲(chǔ)存可以為可持續(xù)能源生產(chǎn)和使用帶來新的可能性。石油仍然是大多數(shù)運(yùn)輸車輛的首選動(dòng)力源，但天然氣是更便宜，更豐富，更清潔的替代品。壓縮天然氣罐太重且昂貴，無法取代傳統(tǒng)的汽油罐，但吸附的天然氣罐既輕便又便宜。MOF儲(chǔ)罐可以儲(chǔ)存與典型儲(chǔ)氣罐相同的燃料量，但壓力為四分之一。這只是一個(gè)潛在的應(yīng)用程序。

“醫(yī)用氧氣罐，儲(chǔ)存來自半導(dǎo)體制造業(yè)的有害氣體，以及旨在從空氣中捕獲，分離和儲(chǔ)存碳的技術(shù)都可以從MOF中受益，”Wilmer博士說?！拔覀兿嘈臡OF在21世紀(jì)與20世紀(jì)的塑料具有相同的潛在影響?！?br/>