Metal organic frameworks komen wel degelijk voor in de natuur. En of ze echt zeldzaam zijn moet je ook nog maar afwachten, blijkt uit een Canadees/Russische publicatie in Science Advances.

Zulke metal organic frameworks (MOFs), die bestaan uit een netwerk van metaalionen en organische moleculen, zijn de laatste jaren enorm populair als poreuze designer-materialen om bijvoorbeeld gasmoleculen in op te slaan of op grootte te sorteren. De eerste publicatie stammen uit de jaren 90 en tot nu toe dacht iedereen dat ze toen ook echt waren uitgevonden, en dus puur een voortbrengsel waren van de chemische wetenschap.

Maar stepanoviet en zhemchuzhnikoviet, twee zeldzame mineralen die tot nu toe alleen zijn aangetroffen in een paar kolenmijnen in Siberië, blijken al die tijd ook al MOF’s te zijn geweest. Er zitten natrium- en ijzerionen in, met oxalaten als organische linkers, en de poriën worden opgevuld door magnesiumionen die omringd zijn door watermoleculen.

Die kristallen zijn al in 1942 voor het eerst beschreven. Russische mineralogen wisten de structuur toen niet exact op te helderen, maar met röntgen-poederdiffractie en chemische analyse stelden ze wel de basisparameters vast. Maar dat ontsnapte geheel aan de aandacht van Westerse collega’s die de Russische vakliteratuur niet bijhielden.

Tot er zes jaar geleden iets over verscheen in een Canadees mineralogentijdschrift. Dat trok de aandacht van Tomislav Friščić, van McGill University in Montreal, die de parameters sterk vond lijken op die van een MOF. Promovendus Igor Huskić slaagde er vervolgens in om kristallen met precies dezelfde chemische samenstelling te synthetiseren in het lab, en dat bleken inderdaad MOF’s te zijn. Het lukte alleen niet om die ontdekking te publiceren in een topblad, simpelweg omdat de originele kristallen uit 1942 zoek waren geraakt en dus niemand kon bewijzen dat de natuurlijke en de synthetische structuren identiek waren.

Pas onlangs hebben collega’s in Rusland de monsters weer weten op te sporen, zodat we nu zeker weten dat natuurlijk stepanoviet en zhemchuzhnikoviet inderdaad MOF’s zijn.

Praktisch bruikbare MOF’s zijn het overigens niet, alleen al vanwege al dat magnesium in de poriën. Alle betrokkenen zijn nu heel erg benieuwd of er soms nog meer natuurlijke mineralen rondzwerven die eigenlijk MOF’s zijn zonder dat iemands het ooit heeft gemerkt.

bron: McGill University