Учёные РТУ МИРЭА, РУДН и Курчатовского института создали необычные материалы, которые способны захватывать и удерживать молекулы метана, водорода и водяного пара. Исследователи сравнивают их с «молекулярными губками»: материалы способны поглощать молекулы, а затем отдавать их обратно при изменении условий.

В основе разработки лежат высокоэнтропийные металл-органические каркасы на основе редкоземельных элементов. В новых материалах несколько редкоземельных элементов одновременно входят в одну кристаллическую структуру, формируя высокоэнтропийный металл-органический каркас.

Учёные использовали комбинации из пяти, шести и семи редкоземельных элементов. В состав одного из вариантов вошли самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий и эрбий.

Испытания показали, что такие многокомпонентные структуры лучше простых аналогов поглощают метан и особенно водяной пар. Кроме того, материалы оказались устойчивее к химическому воздействию.

Именно способность избирательно захватывать молекулы делает разработку интересной для практических задач. Такие адсорбенты потенциально можно использовать для хранения и разделения газов, очистки воды и катализа.

При этом учёные впервые показали возможность создания высокоэнтропийных металл-органических каркасов на основе не переходных, а редкоземельных элементов. По словам исследователей, такой подход расширяет возможности создания высокоэнтропийных материалов на основе редкоземельных элементов.