Metaal-organisch raamwerk
Metaal-organische raamwerken (Engels: metal-organic frameworks of MOF's) zijn een klasse poreuze polymeren bestaande uit metaalclusters, ook wel secundaire bouwstenen (SBU's) genoemd, die gecoördineerd zijn met organische liganden om een-, twee- of driedimensionale structuren te vormen. De organische liganden worden soms "struts" of "linkers" genoemd; een voorbeeld hiervan is tereftaalzuur (H2bdc). MOF's worden geclassificeerd als reticulaire materialen.
Formeel gezien is een metaal-organisch raamwerk een potentieel poreuze uitgebreide structuur gemaakt van metaalionen en organische linkers. Een uitgebreide structuur is een structuur waarvan de subeenheden in een constante verhouding voorkomen en in een herhalend patroon zijn gerangschikt.
MOF's zijn een subklasse van coördinatienetwerken, wat een coördinatieverbinding is die zich uitstrekt, via herhalende coördinatie-entiteiten, in één dimensie, maar met dwarsverbindingen tussen twee of meer individuele ketens, lussen of spiroverbindingen, of een coördinatieverbinding die zich uitstrekt via herhalende coördinatie-entiteiten in twee of drie dimensies.
Coördinatienetwerken inclusief MOF's behoren verder tot coördinatiepolymeren, wat een coördinatieverbinding is met herhalende coördinatie-entiteiten die zich uitstrekken in één, twee of drie dimensies. De meeste MOF's die in de literatuur worden vermeld zijn kristallijne verbindingen, maar er zijn ook amorfe MOF's, en andere ongeordende fasen.
In de meeste gevallen zijn de poriën van MOF's stabiel tijdens de eliminatie van de gastmoleculen (vaak oplosmiddelen) en kunnen ze worden bijgevuld met andere verbindingen. Vanwege deze eigenschap zijn MOF's interessant voor de opslag van gassen zoals waterstof en koolstofdioxide. Andere mogelijke toepassingen van MOF's zijn gaszuivering, gasscheiding, waterzuivering, katalyse, als geleidende vaste stoffen en als supercondensatoren.
De synthese en eigenschappen van MOF's zijn de primaire focus van de reticulaire chemie (naar het Latijnse reticulum, "klein net"). In tegenstelling tot MOF's zijn covalente organische raamwerken (COF's) volledig gemaakt van lichte elementen (H, B, C, N en O) met uitgebreide structuren.
De scheikundigen Susumu Kitagawa, Richard Robson en Omar Yaghi kregen in 2025 de Nobelprijs voor Scheikunde voor hun werk aan MOF's.
- Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Metal-organic framework op de Engelstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.