بررسی بازار جهانی چارچوب‌های فلز-آلی و کاربردهای آن ها با رویکرد صنعتی

Abstract

چارچوب‌های فلز-آلی (MOFها) ترکیب­ هایی با قابلیت ارایه چندین عملکرد یا ویژگی متفاوت، در یک ساختار واحد هستند. این ترکیب ها با ساختارهای متنوع و ویژگی قابل تنظیم، جذابیت زیادی برای کاربردهای صنعتی گوناگون دارند. از زمانی که عمر یاقی پیشگام توسعه مواد چارچوب‌های فلز-آلی (MOFها) شد، این مواد در دو دهه اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته‌اند. تولید انبوه ترکیب­ ها و کامپوزیت‌های MOF در سال‌های اخیر نشان‌دهنده پتانسیل صنعتی‌شدن این مواد در حوزه‌های گوناگونی از جمله پزشکی، ذخیره‌سازی گازها، جذب کربن، کاتالیز، ابرخازن‌ها، حسگرها، سلول‌های سوختی، سلول‌های خورشیدی، جمع‌آوری آب و غیره می‌باشد. این پیشرفت‌ها قابلیت‌های کاربردی و تجاری‌سازی MOFها را در مقیاس‌های صنعتی و فناوری برجسته کرد‌ه‌است. در فرایند روبه صنعتی شدن این ترکیب­ ها، افزایش ثبت اختراع ­ها، به‌ویژه در چین و ا مریکا، نشان‌دهنده فعالیت تجاری فزاینده و مشارکت بخش خصوصی است. شرکت‌های پیشرو زیادی در حال پیشبرد تولید MOFها در مقیاس بزرگ هستند. چالش‌های کلیدی برای تولید صنعتی شامل بهینه‌سازی شرایط واکنش، انتخاب حلال مناسب و کاهش هزینه‌های تولید است. این مقاله به بررسی رویکرد صنعتی MOFها، از جمله سنتز، شناسایی و کاربردهای آن‌ها می‌پردازد و چشم‌اندازهای آینده و تلاش‌های پژوهشی و توسعه‌ای جاری در زمینه مقیاس‌پذیری، مقرون‌به‌صرفه بودن و پایداری تولید MOFها گام برمی‌دارد. در این زمینه پژوهش به بررسی چگونگی غلبه بر محدودیت‌های موجود و کشف حوزه‌های کاربردی جدید پرداخته می‌شود. این مقاله مروری، تأثیر تحول‌آفرین‌MOF‌ها بر فرایندهای صنعتی و نقش مهم آن‌ها در پیشرفت علم و مهندسی مواد را برجسته می‌سازد.