Химики создали органическую молекулу, способную связывать отрицательно заряженные ионы растворенных веществ. Это позволяет очищать растворы от ионов, например, хлора и фтора, сообщает университет Индианы в своем пресс-релизе.
Агенты (вещества), способные удалять из раствора определенный тип ионов, играют важную роль в природе и в технике. Так, например, этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) способна связывать ионы кальция и магния (Ca2+ и Mg2+) и поэтому используется, в частности, для умягчения жесткой воды.
Положительно заряженные ионы, или катионы, могут связываться многими крупными органическими молекулами, часть которых имеет отрицательный заряд. С отрицательно заряженными ионами - анионами, дело, однако, обстоит сложнее: создать молекулу, часть которой будет иметь положительный заряд, несложно, но обычно такие молекулы притягивают и связывают не только ионы растворенного вещества, но и ионы растворителя. Между тем, агенты, способные связывать анионы, могли бы широко применяться в очистке растворов (например, удалять ионы хлора и фтора).
Молекула, синтез которой Амар Флад (Amar Flood) и Юнцзюнь Ли (Yongjun Li) описывают в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie, не обладает этим недостатком. Молекула имеет форму бублика и состоит из восьми "модулей", участком, к которому притягиваются анионы, является центр - отверстие размером 0,37 нанометра. Главными модулями молекулы являются четыре кольца триазола (C2H3N3). Содержащийся в них азот оттягивает на себя электроны углерода и водорода, атомы которых расположены ближе к отверстию. Таким образом, эти атомы приобретают частичный положительный заряд, а центр молекулы - способность притягивать анионы растворенного вещества, тогда как структура молекулы не допускает к центру ионов растворителя.
Флад утверждает, что синтез молекулы несложен. Кроме того, четыре ее вспомогательных модуля могут быть легко заменены аналогичными. Таким образом можно управлять ее свойствами, например, делая ее более подходящей для связывания конкретных анионов.