تحول در معماری نانومواد؛ استفاده از تعدیل‌گرها در طراحی مواد

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ محققان دانشکدگان علوم دانشگاه تهران، راهکاری نوین برای سنتز هدفمند و کنترل‌شده چهارچوب‌های کووالانسی-آلی (COFs) و عبور از چالش‌های ساختاری در تولید نانومواد ارائه کردند.

پژوهشگران دانشکده شیمی دانشگاه تهران با موفقیت توانستند راهکارهای کلیدی برای ارتقای کیفیت «چارچوب‌های کووالانسی-آلی» (COFs) را در مقاله‌ای جامع و بسیار اثرگذار در مجله معتبر Advanced Materials با ضریب تأثیر ۲۹.۱ منتشر کنند.

دکتر احمد امیری، عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشکدگان علوم و محمد احسان توحیدی، دانشجوی کارشناسی ارشد نانوشیمی، با بررسی دقیق بیش از ۱۴۰ منبع علمی معتبر، به مطالعه نقش حیاتی تعدیل‌گرها (Modulators) در فرآیند سنتز ترکیبات COF پرداختند.

دکتر امیری با تاکید بر اینکه یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های حوزه نانومواد، دستیابی به ساختارهای منظم و باکیفیت در فرآیند سنتز است، جایی که واکنش‌های سریع معمولاً منجر به تولید مواد بی‌نظم و با کیفیت پایین می‌شوند، افزود: این پژوهش با تمرکز بر چهارچوب‌های آلی-کووالانسی (COFs)، نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با استفاده هوشمندانه از تعدیل‌گرها، فرآیند واکنش را کنترل کرد. این مواد با ایجاد یک تأخیر کنترل‌شده در تشکیل پیوند، به اتم‌ها فرصت می‌دهند تا از تله‌های سینتیکی خارج شده و به سمت ساختارهای ترمودینامیکی منظم و با نظم اتمی دقیق حرکت کنند.

عضو هیئت علمی دانشکدگان علوم گفت: این مقاله برای نخستین بار، نقش تعدیل‌گرها را بر اساس نوع پیوند و گروه عاملی آن‌ها طبقه‌بندی کرده و الگویی دقیق برای دانشمندان ارائه می‌دهد. یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که استفاده از تعدیل‌گرها تنها یک اقدام کمکی نیست، بلکه یک استراتژی اصلی در طراحی مواد است.

محقق گروه آموزشی شیمی معدنی دانشکدگان علوم،افزود: از جمله نتایج برجسته این تحقیق ارتقای ویژگی‌های ساختاری یعنی امکان افزایش سطح ویژه تا بیش از %۸۰ و بزرگ‌تر کردن اندازه دامنه‌های بلوری تا ۱۲ برابر و کنترل مورفولوژی: توانایی تغییر شکل مواد از ذرات کروی به ساختارهای پیچیده‌ای نظیر نانوریبون، نانوالیاف و بلورهای با ابعاد ۵۰ میکرومتر است.

وی تاکید کرد: این پژوهش فراتر از مباحث ساختاری، مسیرهای جدیدی را برای کاربردهای صنعتی و تکنولوژیک باز می‌کند؛ از جمله بهبود فعالیت فوتوکاتالیزوری، بهینه‌سازی عملکرد باتری‌های روی-یونی (Zinc-ion) و سنتز مواد کایرال برای کاربردهای پیشرفته در پزشکی و شیمی.

این مقاله با ارائه یک راهنمای عملی و مبتنی بر شواهد، دانشمندان را از روش‌های پرهزینه و آزمون‌وخطای سنتی، به سمت سنتز هدفمند، سریع و با دقت اتمی هدایت می‌کند و جایگاه پژوهشگران دانشگاه تهران را در پیشانی موضوعات روز علمی جهان تثبیت می‌کند.

گفتنی است نظر به توجه جهانی به چهارچوب‌های فلز-آلی (MOFs) که منجر به اهدای جایزه نوبل شیمی در سال ۲۰۲۵ شد، توجه دانشمندان اکنون به سمت همتایان آلی آن‌ها یعنی COF ها معطوف شده است.