Eén van de meest gebruikte plastics - voor folies, zakken, huishoudelijke apparaten en ga zo maar door - is PE, een afkorting voor polyethyleen. Het bestaat uit lange ketens (polymeren) van het eenvoudige molecuul ethyleen. Door de grote vraag naar PE is ethyleen één van de meest geproduceerde moleculen ter wereld. Het wordt vooral gemaakt door raffinage van ruwe olie.

Een probleem is dat bij de productie van ethyleen ook altijd wat acetyleen ontstaat. Dit 'vergiftigt' de katalysator die de ethyleenmoleculen aan elkaar moet rijgen tot de lange polymeermoleculen van het plastic. Tot nu toe loste de chemische industrie dat op door het acetyleen om te zetten in ethyleen. Deze op zich slimme oplossing kost echter veel energie. Bovendien is er een extra katalysator nodig van palladium, een duur en schaars materiaal.

Poreuze kristallen

Het nieuwe 'moleculaire filter' dat de onderzoekers nu in Science publiceren is in staat acetyleen zeer effectief uit het ethyleengas te verwijderen. Het bestaat uit een soort poreuze kristallen met een zeer geordende moleculaire structuur. Het ethyleen kan gewoon door dit Metal Organic Framework (MOF) heen stromen, maar het acetyleen wordt afgevangen door de interactie met fluoratomen in het materiaal.

Potentie voor industriële toepassing

Onderzoekers uit Amerika en China vervaardigden verschillende varianten van het MOF materiaal en voerden er laboratoriumonderzoek mee uit. Professor Rajamani Krishna van de onderzoeksgroep Computational Chemistry van HIMS voerde gevanceerde computerberekeningen uit om het scheidingsgedrag onder industriële omstandigheden te kunnen voorspellen.

In Science tonen de ondezoekers aan dat het onderzochte MOF materiaal beter presteert dan vergelijkbare MOF materialen en ook dat het voordelen heeft boven andere microporeuze filtermaterialen. En omdat het makkelijk te produceren is, veilig, stabiel en herbruikbaar, heeft het potentie voor industriële toepassing.