Z-Сила: Служат МОК под вакцины. Улавливать CO2, парниковых газов. Производит воду из воздуха.

 Металлорганические каркасы под  вакцины

Вакцины с металлорганическими каркасами основаны на биосовместимой полимерной структуре, «замораживающей» белки внутри вакцин. Белки затем растворяются при попадании в кожу человека. Это нововведение может помочь медицинским работникам транспортировать и вводить вакцины в условиях отдалённых районов с ненадёжным электропитанием.

Вакцины МОК представлены кристаллами, содержащими антиген, подобный белку на поверхности вируса гриппа. Исключение составляет фактор заморозки внутри кристаллической решётки, поэтому антиген не может денатурировать или изменить форму.

Дендритные клетки, представленные нано-вакцинами, которые, в данном случае, выглядят подобно дискам, приготовленным из пористых частиц кремния, нагруженных иммунитетом

Конструктивные преимущества металлорганических каркасных структур позволяют работать лучше при комнатной температуре, чем искусственные оболочки, подобные таким, как кремнезём. В частности, пористая структура металлорганического каркаса позволяет функционировать как полупроницаемый барьер для транспортировки в составе вакцин биологического вещества — белка или антигена.

Имплантируемые питательные датчики МОК

Благодаря интеграции металлорганических каркасных структур с гибкой электроникой, становится возможным электрохимическое обнаружение питательных веществ без использования ферментов. Экспериментально исследователями уже продемонстрированы датчики МОК, допускающие использование для обнаружения следов: аскорбиновой кислоты, L-триптофана, глицина, глюкозы, которые являются питательными веществами, тесно связанными с процессами обмена веществ и кровообращения.

Эти датчики допустимо имплантировать, а поскольку металлорганические каркасы очень стабильны, новый метод может потенциально использоваться для проведения долгосрочного мониторинга биомолекул в разных местах одновременно.

Эти устройства реально использовать как инструмент, помогающий лучше понять различные жизненные процессы. В сочетании с большим количеством функций стимуляции и измерения, этот тип устройств удачно применим для контроля поведения животных, выявления основного механизма биологических процессов, мониторинга состояния здоровья и лечения заболеваний.

Изготавливая МОК из различных атомов металла и органических линкеров, разработчикам доступно создание материалов, избирательно поглощающих определённые газы в специальные карманы внутри структуры. Большая площадь поверхности МОК также является преимуществом для высокопроизводительных газовых датчиков.

Ещё один пример, подтверждённый исследованиями – «Mg-MOF-74», металлорганический каркас с открытой металлической площадкой — наиболее перспективная стратегия фильтрации и хранения парниковых газов.

Удаление тяжелых металлов из воды с помощью МОК

Лабораторными исследованиями выполнена обработка металлорганической каркасной структуры, известной как «Fe-BTC». По сути, это допамин, полимеризованный в полидопамин, закрепляющий полимер внутри металлорганического каркаса. Конечный композит, названный «Fe-BTC», способен быстро избирательно удалять большое количество тяжелых металлов (свинец и ртуть) из проб воды. Фактически, композит способен удалить ртути  в 1,6 раза больше своего веса, а свинца в 0,4 раза.

Схема создания композитов: 1 – МОК гибрид; 2 – ковалентная модификация; 3 – нековалентное воздействие; 4 – варианты использования МОК; 5 – на металлических узлах; 6 – на лиганде; 7 – инкапсуляцией; 8 – послойно; 9 – выращиванием на месте; 10 – жертвенный шаблон; 11 – предшественник; М – другие материалы или малые молекулы

Композит «Fe-BTC» также испытывался в растворах, токсичных на таком же уровне, как худшие пробы воды. Испытания показали, что этот МОК за считанные секунды может снизить концентрацию свинца до 2 частей на миллиард. — уровень, который Всемирной организацией здравоохранения признан пригодным для питьевой воды.

Металлорганические каркасы под фильтр ядерных отходов

На атомных электростанциях и в местах хранения отходов особенно сложными под фильтрацию являются радиоактивные органические йодиды. Эти соединения состоят из углеводородов и йода.

Химически модифицируя МОК центрами связывания, где есть химически активный азот, способный связываться с органическими йодидами, ученые создали металлорганические каркасные фильтрующие структуры. Такие устройства демонстрируют более высокую способность метилиодида (увеличенную практически в три раза), чем применяемый в настоящее время промышленный адсорбент в идентичных условиях.

Кроме того, такие металлорганические каркасы преимущественно служат хорошими абсорбентами при более низких температурах. Плюс, адсорбент МОК допустимо повторно использовать многократно без потери ёмкости, в отличие от других известных промышленных абсорбентов.

Схема создания композитов: 1 – МОК гибрид; 2 – ковалентная модификация; 3 – нековалентное воздействие; 4 – варианты использования МОК; 5 – на металлических узлах; 6 – на лиганде; 7 – инкапсуляцией; 8 – послойно; 9 – выращиванием на месте; 10 – жертвенный шаблон; 11 – предшественник; М – другие материалы или малые молекулы