Многоаспектная модульность: ключ к поэтапному формированию иерархической сложности металлоорганических каркасов актинидов

Растущая необходимость эффективного обращения с ядерными отходами стимулирует разработку альтернативных архитектур, позволяющих глубже понять механизмы включения актинидов (An) в протяжённые структуры. В настоящей работе металлоорганические каркасы (МОК) исследовали как модельную систему для конструирования материалов, содержащих радионуклиды, используя их уникальную модульность, которую невозможно воспроизвести в других типах материалов. Применение современных достижений синтеза МОК позволило поэтапно сформировать иерархически сложные материалы на основе актинидов; это стало возможным благодаря получению первых актинидных каркасов с «ненасыщенными» металлическими узлами. Описаны первые успешные попытки метатезиса в твёрдой фазе и расширения металлических узлов в актинидных МОК; результаты метатезиса выявили резкие различия в химическом поведении протяжённых структур и молекулярных соединений. Успешное использование модульности МОК также позволило структурно охарактеризовать первый пример биметаллических узлов актинид–актинид. Насколько нам известно, сочетание метатезиса в твёрдой фазе, включения гостевых компонентов и установки концевых линкеров позволило достичь наиболее высокой массовой доли тория в моноактинидных и бинактинидных каркасах при минимальной структурной плотности. В целом сочетание многостадийного синтетического подхода с однородным распределением актинидов и умеренными сольвотермальными условиями может сделать МОК исключительно мощным инструментом для изучения фундаментальных вопросов, определяющих химическое поведение протяжённых структур на основе актинидов, и тем самым пролить свет на возможные пути оптимизации обращения с ядерными отходами.