Hrvatski znanstvenici otkrili novi materijal

Uz pomoć metode difrakcije rendgenskog zračenja, znanstveni tim predvođen dr. sc. Ivanom Halaszom (IRB) i dr. sc. Tomislavom Friščićem (Sveučilište McGill), otkrio je novi neobični materijal, koji su nazvali  katsenit u čast kolegi Athanassiosu D. Katsenisu, a to otkriće predstavlja izravan dokaz da mehanokemijska sinteza omogućava dobivanje novih materijala koje je inače teško ili nemoguće dobiti.

Da je riječ o otkriću koje će značajno doprinijeti razvoju mehanokemije, ali i kemije općenito, potvrđuje i činjenica da je rad objavio Nature Communications.

Znanstvenici su istraživali  mehanokemijsku sintezu poznatog mikroporoznog materijala ZIF-8 uz pomoć metode difrakcije rendgenskog zračenja. Prvo su otkrili neočekivanu amorfizaciju ovog materijala koji se smatrao izrazito stabilnim, te potom i njegovu pretvorbu u novi materijal izrazito neobične kristalne strukture. 

Naš tim znanstvenika ovu je priču započeo tijekom 2012. kada su Ivan Halasz i Tomislav Friščić razvili novu metodu uz pomoć koje su mogli pratiti tijek kemijskih reakcija u realnom vremenu i to uz pomoć rendgenskih zraka. Ovaj je rezultat bio izuzetno značajan jer je do tada jedan od najvećih problema kod mehanokemijskih reakcija, s obzirom da se odvijaju u zatvorenim i neprozirnim posudicama, bila nemogućnost praćenja tijeka reakcije bez zaustavljanja i otvaranja samih posudica, čime nije bilo moguće dobiti realnu sliku tijeka reakcije.

Zahvaljujući metodi difrakcije rendgenskog zračenja znanstvenici su mogli u realnom vremenu pratiti kako pojedini aditivi utječu na reakciju, njezinu brzinu i na produkte čime su otvorili mogućnost optimiziranja reakcija za razne industrijske procese. I dok im je tada razvijena metoda koristila za praćenje tijeka reakcija, znanstvenici IRB-a, Andreas Puškarić, dr. sc. Vjekoslav Štrukil, dr. sc. Predrag Lazić,  dr. sc. Krunoslav Užarević te dr. sc. Ivan Halasz, sada su daljnjim istraživanjima uz pomoć navedene metode otkrili kratkoživući i vrlo neobičan novi materijal.

''Važno je istaknuti da je ovaj novi materijal otkriven u sustavu koji se intenzivno istražuje posljednjih desetak godina, a koji ima potencijal za primjenu kod skladištenja i razdvajanje plinova. Usprkos svim dosadašnjim istraživanjima, katsenit do sad nije bio otkriven. Stoga su ovi rezultati važni je predstavljaju prvi konkretan iskorak u korist onog u što se već odavno sumnja, a to je da postupak mljevenja stvara međufaze sa strukturama koje nisu ostvarive u uobičajenim uvjetima.'' – istaknuo je Halasz.

''Iako ovaj novi materijal najvjerojatnije neće doživjeti svoju praktičnu primjenu, jer se radi o kratkoživućem materijalu, njegovo otkriće predstavlja iskorak u razumijevanju obrade materijala na industrijskoj skali i otvara sasvim novu okolinu za generiranje prethodno nedostupnih struktura. '' – objašnjava Friščić.

Za uspjeh ovih istraživanja presudna je bila specifična oprema koju su izradili kolege Vitomir Stanišić i Siniša Pecik u radionici Zavoda za laserska istraživanja IRB-a kojeg vodi dr. sc. Hrvoje Zorc. Također, u obradi podataka autori su se koristili računalnim programima koje je za njihove potrebe napisao kolega Hrvoje Dagelić iz Centra za informatiku i računarstvo IRB-a.