京都大學開發了一項可回收再利用的多孔質材料「多孔性凡得瓦開放骨架結構(van der Waals open framework; WaaF)」。新材料利用分子之間的弱相互作用力,溶於溶劑中即可分解,而加入另一種溶劑後,則可再合成多孔質材料,因此可將用於氣體分離等用途的材料重複利用。
多孔質材料因具備氣體分離與回收功能,常被應用於除臭劑等產品中。除了活性碳等此類低價格材料之外,亦有應用於二氧化碳分離與回收等高附加價值用途的材料。然而,此類材料在反復使用後,結構容易被破壞,導致氣體吸附與封存的能力下降。
此次京都大學製作了一種由金屬離子與有機分子組成的八面體分子,並藉由分子之間的吸引力,將這些八面體有序排列,形成具多孔性的新型材料。由於在八面體的內側等位置產生孔隙,並透過面與面的接觸,即使是弱作用力亦可維持材料的多孔質結構。
新材料在接觸溶劑後,因八面體之間的面接觸解離,促使材料分解至八面體的狀態。但八面體本身的結構並不會被破壞,之後若加入另一種溶劑,則可重新聚合成新的多孔質材料。
此外,即使更換組成八面體的分子組合,仍可製作出不同性質的多孔質材料。京都大學表示,新材料可望應用於從空氣中回收水分或分離二氧化碳等領域,今後則將進一步投入低成本之材料開發。