Дослідники з Університету Хоккайдо, Японія, і Університету Кастилії-Ла-Манчі, Іспанія, створили органічний пористий матеріал, який може змінювати колір при впливі на його водневі зв'язки парів кислоти. Передбачається, що цей метод можна буде застосувати для виготовлення датчиків і сенсорів. Робота опублікована в.
Пористі органічні матеріали, що змінюють колір, можуть використовуватися для зберігання і поділу газів і молекул, а також для роботи органічних електронних пристроїв і сенсорів. Вчені вдосконалили пористу органічну структуру HOF. Структури HOF (Hydrogen-bonded organic frameworks) складаються з органічних молекул, пов'язаних водневими зв'язками. Завдяки такій будові HOF володіють гнучкістю і повертаються у вихідний стан при деформації. Однак, в той же час, крихкість і нестійкість до нагріву заважає максимально використовувати потенціал матеріалів. Завданням японських та іспанських дослідників було створення матеріалу, який зберігав би пористу структуру з відповідними властивостями в умовах підвищеної температури.
Ічіро Хісакі і його колеги розробили гексагональну каркасну структуру HOF під назвою CPHATN-1a. Виявилося, що отримана речовина, крім стійкості до нагрівання, має ще одну корисну властивість - вона змінює колір залежно від умов. При дії на CPHATN-1a розчину або парів соляної кислоти, сполука перетворюється з жовтого на червоно-бурий і повертається у вихідний колір після видалення кислоти і нагріву. Отримана пориста речовина складається з молекул ароматичних вуглеводнів, в циклах яких деякі атоми заміщені на азот. Дослідники з'ясували, що відбувається зсув спектру матеріалом світла, що поглинається, коли до атомів азоту всередині каркаса приєднуються протони з кислоти, і зсув у зворотний бік, коли протони перестають взаємодіяти з азотом.
У випробуваннях на стійкість CPHATN-1a показав хороші результати: матеріал зберігає пористу структуру при нагріванні до 359 градусів Цельсія і не руйнується в таких розчинниках як хлороформ, етанол і вода.
Характеристики CPHATN-1a - стійкість до нагріву і деяких розчинників, здатність змінювати колір у присутності кислот, а також пористу будову і гнучкість - дозволяють застосовувати матеріал у багаторазових сенсорах кислот в атмосфері, які включатимуть і вимикатимуть відповідний колір.
Сенсор для інших газів - водню, кисню і вуглекислого газу - раніше винайшли австралійські вчені, які вже провели випробування всередині людського тіла.