Des chercheurs montrent qu’il est possible de modifier les propriétés de verres dérivés de MOFs grâce à l’introduction contrôlée d’ions alcalins. Inspirée de la chimie des verres silicatés, cette approche permet d’ajuster la structure de ces matériaux hybrides amorphes et ouvre des perspectives pour les membranes, les conducteurs ioniques ou le stockage de l’énergie.
Depuis deux décennies, les MOFs (metal-organic frameworks) se sont imposés comme une nouvelle classe majeure de matériaux en raison de leurs propriétés attractives : combinant nœuds métalliques et ligands organiques dans une architecture cristalline hautement ordonnée, ces matériaux présentent en effet une forte porosité et une surface interne gigantesque. Ils présentent ainsi un intérêt particulier pour le stockage de gaz (hydrogène, méthane, CO2), mais aussi pour les systèmes de filtration et de séparation (purification de l’eau, séparation industrielle de gaz, filtres chimiques) ou encore pour le domaine médical dans lequel ils sont utilisés par exemple pour le transport ciblé de médicaments.
MOF glasses : des propriétés intéressantes mais difficilement ajustables
Certains MOFs présentent également une propriété plus rare : ils peuvent être fondus puis vitrifiés, donnant naissance à des verres amorphes hybrides appelés MOF glasses. Ces matériaux, jusqu’à présent considérés comme purement exploratoires, offrent toutefois des propriétés d’intérêt industriel : une densité ajustable, une stabilité chimique, des comportements mécaniques atypiques, un potentiel de conduction ionique, une possibilité de mise en forme… Mais contrairement aux verres inorganiques classiques, les mécanismes permettant de moduler ces propriétés restaient jusqu’ici mal compris.
Une étude récemment publiée dans Nature Chemistry marque toutefois une étape importante dans ce domaine. Les auteurs démontrent en effet qu’il est possible de modifier de manière contrôlée les propriétés des MOF glasses grâce à l’introduction d’ions alcalins. Ces résultats ouvrent la voie à une ingénierie plus fine de ces matériaux innovants.
Les procédés de verrerie traditionnelle pour le développement de nouveaux matériaux
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