Hakkımızda

Anorganik Kimya Araştırma Grubu, Koordinasyon polimerlerinin özel bir sınıfı olan Metal organik kafes (MOF) olarak da isimlendirilen bileşiklerin sentezi ve karakterizasyonu üzerine çalışmalarını sürdürmektedir. MOF'lar, gaz depolama ve ayırımı uygulamalarında öne çıkmaktadır. Kristal olarak elde edilebilen MOF'lar, organik ligandlarla köprülenmiş metal iyonları veya kümelerinden oluşan yüksek yüzey alanına ve gözenekliliğe sahip yeni nesil adsorbanlardır. MOF’ların sentezinde organik ligandın, fonksiyonel grubun, metal iyonunun uygun seçimi ile gözenek boyutu ve işlevselliği ayarlanabilmektedir. MOF’ların gaz depolama kapasitelerinin arttırılmasına yönelik yapılan yeni yaklaşımların mekanizmalarını keşfetmek ve belirlenen amaçlara ulaşabilmek için hem teorik hem de deneysel olarak çalışmalara devam edilmektedir. Özellikle son yıllarda daha fazla CO₂ adsorplama kapasitesine ve seçici gaz ayırımına sahip fonksiyonel MOF’ların tasarımı ön plana çıkmıştır. Grubumuzun çalışmalarında, çeşitli yaklaşımlarla CO₂ adsorplama kapasitesi geliştirilmiş ve seçici olarak baca gazı (CO₂/N₂) ve doğalgazdan (CO₂/CH₄) CO₂’i daha fazla tutabilen, gözenek büyüklüğü ayarlanmış ve gözenek özellikleri geliştirilmiş fonksiyonel MOF’ların sentezi amaçlanmıştır. Bu çalışmaların yanı sıra dış uyaranlara (ısı, ışık, pH, çözücü gibi) renk değiştirerek tepki veren MOF'ların tasarımı ve sentezi üzerine de çalışmalar yürütülmektedir. Ayrıca sensör çalışmaları da yürütülmekte olan grubumuzda pikrik asit ve Fe(III) sensör konularında çalışmalar yapılmaktadır.

Çalışma konularımıza genel bakış:

Ülkemizde gelişen sanayi ve endüstri ile birlikte, her geçen gün artmakta olan enerji ihtiyacı bol ve ekonomik olan fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Ancak, Dünya nüfusunun ve endüstriyelleşmenin hızlı artışı hem fosil yakıtlarının azalmasına hem de CO₂ emisyonunun artmasına neden olmaktadır. Bu yüzden yeni enerji kaynağı olarak görülen hidrojenin depolanmasında, doğalgazın daha yüksek verimle elde edilebilmesinde, saflaştırılmasında ve küresel ısınmaya neden olan CO₂ emisyonunun azaltılmasında son yıllarda metal-organik kafes (MOF) yapılar ön plana çıkmıştır. MOF’lar yüksek yüzey alanına ve kalıcı gözeneğe sahip üç boyutlu metal-organik hibrit polimerlerdir. MOF'lar enerji depolama, gaz adsorpsiyonu ve ayırımı gibi uygulama alanlarının yanı sıra lüminesans, katalizör, sensör, iyon değişimi, manyetik materyaller gibi uygulama alanlarına da sahiptir. Bu sebeple yeni nesil gözenekli malzemelerin sentezlenerek enerji depolanmasında alternatif olarak kullanılması ülkemiz için önemlidir. Yüksek yüzey alanına ve adsorpsiyon kapasitesine sahip yeni MOF’ların sentezi üzerine çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Özelikle son yıllarda yeni MOF sentezi yerine, performansı geliştirilmiş MOF’ların tasarımı, koordinasyon çerçevesinin fonksiyonel hale getirilmesi amacıyla yeni stratejiler geliştirilmiştir. Bu yaklaşımda zwitteriyon olarak bilinen çift yük taşaıyan ligandlar yapı taşı olarak tercih edilmeye başlanmıştır. Zwitteriyonik (ZW) ligandları ile kalıcı katyonik ve anyonik fonksiyonel bölgelere sahip yeni ZW-MOF malzemeler sayesinde gözenek içinde oluşan yüklü organik yüzeyler, gözeneklere giren CO₂ gibi konuk moleküllerin daha fazla polarizasyonuna katkı sağlamakta ve küçük gazların daha fazla adsorplanmasına ve gaz karışımlarının ayrılmasına katkı sağlamaktadır. ZW-MOF’ların UV ışığa (365 nm) maruz bırakıldığında radikal oluşumu ile renk değiştirerek tepki vermesiyle fotokromik akıllı malzemeler olarak isimlendirilmektedir. Bu sayede UV ışınlarının adsorplanması, sensor olarak çeşitli malzemelerde kullanılması hedeflenmektedir.