کاربرد چارچوب‌های فلز-آلی نانومتخلخل به‎عنوان حسگرهای شیمیایی

با رشد جمعیت انسانی، فعالیت‌های روزافزون کارخانه‌ها و در پی آن افزایش انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی در هوا، نیاز به سنجش سریع این آلاینده ها در محیط های متفاوت بیش از هر زمانی احساس می شود. حسگرهای مبتنی بر چارچوب های فلزآلی از نظر هزینه ساخت، سادگی روش، زمان پاسخ کوتاه و بازگشت‌پذیری مناسب گوی سبقت را از دیگر حسگرهای شیمیایی ربوده‌اند و توانسته‌اند جایگاه ویژه‌ای در تشخیص آلاینده های سمی و خطرناک به‎دست آورند. این ترکیب های نانومتخلخل که با پیوند مراکز فلزی و لیگاندهای آلی از راه پیوند کوئوردیناسیونی ایجاد می شوند، به‎دلیل پایداری شیمیایی و گرمای بالا، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده اند.  بهره برداری از جنبه های متفاوت تهیه و ساختاری جدید این سامانه ها به موفقیت‎های متنوعی در حوزه ویژگی شیمیایی و فیزیکی منجرشده است که بسیاری از آن ها بی سابقه هستند. چارچوب های فلزآلی به‎دلیل داشتن ویژگی بی‎همتایی مانند اندازه بزرگ حفره ها، مساحت سطح بالا، جذب انتخاب پذیر ‌مولکول های کوچک و پاسخ‎های نوری در حضور مولکول‌های مهمان، افق امیدبخشی در کاربرد حسگری نشان داده‎اند. در این پژوهش مروری به اصول طراحی حسگرهای چارچوب فلزآلی و سازوکارهای حسگری این ترکیب ها پرداخته شده است.

Application of nanoporous metal-organic frameworks as chemical sensors

With the growth of the human population, the increasing activities of factories, and subsequently increasing the emission of environmental pollutants in the air, the rapid measurement of these pollutants in different environments is essential more than ever. Sensors based on metalorganic frameworks have surpassed other chemical sensors in terms of construction cost, simplicity of the method, short response time, and good reversibility, and have been able to obtain a special place in the detection of toxic and hazardous pollutants. These nanoporous compounds, which are formed by the connection of metal centers and organic ligands through coordination bonding, have gathered the attention of many researchers due to their high chemical and thermal stability. The utilization of different aspects of the new synthetic and structural of this systems has led to a diverse success in the field of chemical and physical properties, many of which are unprecedented. Metalorganic frameworks have shown promising horizon in sensing applications due to having unique properties such as large sizes of cavities, high surface area, selected adsorption of small molecules and optical responses in the presence of guest molecules. In this article, we investigated the principles of the design of organic metalframework sensors and the sensing mechanisms of these compounds.