美研發(fā)出可食用的納米化合物
2010-09-09 來源：中國聚合物網(wǎng)
美國西北大學(xué)的一個(gè)研究小組研發(fā)出了一種新型的金屬有機(jī)骨架（MOFs）納米材料，它由玉米淀粉和鉀鹽的化合物結(jié)晶而成，不僅能吸收和存儲(chǔ)氣體，用于食品工業(yè)和醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域；最神奇的是，該材料對(duì)人體和環(huán)境完全無害，可以像糖、鹽等一樣被人食用。研究論文將發(fā)表在11月出版的《應(yīng)用化學(xué)》（Applied Chemistry）雜志上。
研究由西北大學(xué)溫伯格學(xué)院文理學(xué)院信托委員會(huì)化學(xué)教授弗雷澤·斯托達(dá)特領(lǐng)導(dǎo)，新型可食用的MOFs原材料包括伽馬-環(huán)糊精、氯化鉀或苯甲酸鉀、美國常青酒等。
金屬有機(jī)骨架（MOFs）技術(shù)“誕生”于1999年左右，MOFs是一種有序的、格子框架晶體，由有機(jī)分子與節(jié)點(diǎn)連接而成，節(jié)點(diǎn)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(chǔ)如氫氣或二氧化碳等氣體，這在工程科學(xué)上具有獨(dú)特的用處。
斯托達(dá)特表示，在MOFs中，均勻?qū)ΨQ非常重要。天然材料通常都不具備均勻?qū)ΨQ性，所以很難結(jié)晶成高度有序而多空的框架材料。但伽馬-環(huán)糊精解決了這一難題：它由8個(gè)不對(duì)稱的葡萄糖殘基排列成一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這本身形成了一種對(duì)稱。把伽馬-環(huán)糊精和鉀鹽溶化在水中，水分和酒精的蒸發(fā)會(huì)使混合液結(jié)晶。
得到的結(jié)晶呈立方體狀，由6個(gè)伽馬-環(huán)糊精分子在三維空間連接鉀離子構(gòu)成，形成一個(gè)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(gè)固體的54%。研究小組認(rèn)為，這種前所未有的形狀將對(duì)稱和非對(duì)稱兩種形態(tài)嫁接在一起，這種結(jié)合方式在其他材料領(lǐng)域也有推廣價(jià)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(shí)，而新研發(fā)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(huán)保可再生。該材料吃起來有點(diǎn)苦味，但它完全無毒，可為氫動(dòng)力汽車提供非常環(huán)保的儲(chǔ)氫材料。
斯托達(dá)特指出，用普通材料生成新奇的結(jié)晶體，不僅對(duì)能源存儲(chǔ)和環(huán)境保護(hù)意義深遠(yuǎn)，對(duì)食品質(zhì)量安全和衛(wèi)生保健也大有裨益。純天然MOFs將賦予廚房化學(xué)全新的含義，為人們帶來更健康的生活。
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