MOF-synthese altijd perfect met MPIF

Sinds de Nobelprijs voor Scheikunde in 2025 schiet de aandacht voor MOF’s door het dak, maar ondanks tientallen jaren van onderzoek is reproduceerbaarheid nog steeds een heikel punt.

’De synthese is erg gevoelig voor kleine veranderingen’, zegt Bettina Baumgartner, assistent-professor bij de Homogeneous Catalysis Group van de Universiteit van Amsterdam. ‘Verschillen in vochtigheid, een andere leverancier van precursorstoffen of temperatuur kunnen allemaal van invloed zijn op het resultaat. Sommige zijn erg fijngevoelig.’

De reden achter deze variaties is nog niet volledig bekend. ‘We beginnen nu pas te begrijpen dat veel omstandigheden van invloed zijn op de synthese’, vervolgt Baumgartner. Sommige publicaties gaan in op een aantal van deze punten, zoals het watergehalte van precursoren die op verschillende plaatsen worden opgeslagen en hun invloed op de productie van MOF’s.

Vragenlijst

Hoewel de redenen dus nog onbekend zijn, hebben Baumgartner en haar collega’s van het EU4MOFs-consortium nu een artikel gepubliceerd waarin een Material Preparation Information File (MPIF) wordt gepresenteerd om een consistente rapportage van het syntheseproces te vergemakkelijken. ‘De meeste onderzoeksgroepen documenteren hun MOF-recept en benadrukken wat zij belangrijk vinden, maar deze details kunnen aanzienlijk variëren’, legt Baumgartner uit. ‘Met MPIF hebben we een online tool gecreëerd die de rapportage van MOF-synthese standaardiseert. Je kunt de tool invullen als een vragenlijst, die we zo gedetailleerd mogelijk hebben gemaakt en die zoveel mogelijk aspecten omvat.’

Zodra je het MPIF-formulier hebt ingevuld, heb je een eenvoudig .txt-bestand gemaakt met alle belangrijke details die je gemakkelijk aan je publicatie kunt toevoegen. ‘MPIF-bestanden zijn vergelijkbaar met CIF-bestanden voor kristallografie. Bij het rapporteren van een nieuwe kristalstructuur is er een geautomatiseerde manier om dat te doen. MPIF streeft ernaar een soortgelijk hulpmiddel te zijn.’ De bestanden zijn zowel door mensen als door machines leesbaar.

Bekendheid

Momenteel voert het consortium een round-robin-onderzoek uit, waarbij ze onderzoeksgroepen verschillende recepten op basis van MPIF-bestanden hebben verstrekt om te bepalen of de reproductie consistenter is. De resultaten worden nog geanalyseerd. ‘Toen we het MPIF-systeem op de laatste EuroMOF-conferentie presenteerden, waren onze collega’s erg enthousiast’, zegt Baumgartner. ‘Het beperkt zich niet alleen tot MOF’s; je kunt het ook gebruiken voor andere poreuze materialen, zoals COF’s [covalente organische roosters, red.] en zeolieten. Als dit inspiratie opwekt voor toepassingen op andere gebieden, zou dat ook geweldig zijn!’

Het belangrijkste doel is nu om mensen buiten het EU4MOFs-consortium aan te moedigen om het MPIF-systeem te gebruiken. Baumgartner: ‘We bespreken deze kwestie met journal editors en stellen voor om deze manier van rapporteren verplicht te stellen. Als iedereen dit moet doen, zal het al snel een wijdverbreide methode worden. Het zou ook logisch zijn, aangezien andere gebieden ook rapportagevereisten hebben.’ Het consortium heeft er alles aan gedaan om ervoor te zorgen dat het online invullen van de gegevens eenvoudig is. ‘Wij zijn van mening dat dit het vakgebied enorm zal helpen, dus we streven er nu naar om de bekendheid van de tool te vergroten.’

Een andere stap die Baumgartner en haar collega’s zetten, is het standaardiseren van de karakterisering van MOF’s. ‘Dit is een doorlopend project’, zegt Baumgartner. ‘We vergelijken momenteel gegevens uit heel Europa om te zien hoe we deze kunnen standaardiseren.’ MOF’s zijn geweldige materialen, maar het is erg frustrerend als je de synthese niet correct kunt reproduceren omdat een klein detail is weggelaten. Met MPIF zal dit hopelijk ten goede veranderen.