Наука и техника

Создан съедобный наноструктурированный материал

03 сентября 2010 года, 09:50 | Текст: Дмитрий Сафин | Послушать эту новость

Химики из Северо-Западного университета, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) и Сент-Эндрюсского университета (Великобритания) нашли способ получения съедобных металлоорганических каркасных структур (metal-organic framework, MOF).

MOF представляют собой кристаллы с упорядоченной структурой. Узлы их решёток, содержащие переходные металлы (медь, цинк, никель, кобальт), соединяются органическими молекулами. В порах MOF можно хранить водород или диоксид углерода; кроме того, такие кристаллы подходят для разделения газов, катализа и направленного переноса лекарственных препаратов в организме. Подавляющее большинство известных вариантов MOF строится с применением органических «блоков», получаемых из нефтепродуктов.

Авторы постарались создать экологичную версию MOF, построенную на основе доступных, натуральных и нетоксичных веществ. «Проблема заключается в том, что природные «блоки» обычно не имеют нужной симметрии, — говорит один из исследователей Фрейзер Стоддарт (Fraser Stoddart). — Это препятствует их кристаллизации в требуемую пористую структуру».

Полученные авторами съедобные кристаллы (иллюстрация из журнала Angewandte Chemie International Edition).

Решить проблему помог получаемый из кукурузного крахмала γ-циклодекстрин, объединяющий в симметричное кольцо восемь остатков глюкозы. Во многих странах циклодекстрины разрешены к применению в качестве пищевых добавок. Вторым ингредиентом стала соль щелочного металла: хлорид калия или консервант E212 — бензоат калия. Ингредиенты растворялись в воде и кристаллизовались с помощью обычного зернового спирта Everclear.

Полученные кристаллы составлены из кубов, образованных шестью молекулами γ-циклодекстрина, которые связываются ионами калия. Поры занимают 54% общего объёма. «Пористая структура создаётся быстро и явлется недорогой, — замечает другой участник исследования Рональд Смелдоун (Ronald Smaldone). — Процесс изготовления MOF на базе нефтепродуктов, напротив, может растягиваться надолго и требовать значительных вложений». Важно и то, что в воде новые MOF распадаются на исходные элементы, после чего их можно восстановить с использованием спирта.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition; препринт статьи можно скачать отсюда.

Подготовлено по материалам Северо-Западного университета.