MOFSynth: Una herramienta computacional hacia predicciones de probabilidad sintética de MOFs

En la última década, los estudios computacionales de materiales de alto rendimiento han aumentado significativamente, principalmente debido a los avances en las capacidades informáticas y han atraído un gran interés. En el campo de los marcos organometálicos (MOFs), se han diseñado más de un millón de MOFs hipotéticos in silico, sin embargo, solo una pequeña fracción de estos ha sido sintetizada. Para validar los resultados computacionales hipotéticos y acelerar el progreso en el campo, existe una necesidad urgente de distinguir los MOFs que tienen más probabilidades de ser sintetizados para aplicaciones en la vida real. Este estudio presenta una investigación completa sobre la probabilidad de sintetizabilidad de los MOFs, utilizando un nuevo enfoque computacional basado en las disparidades en energía y geometría entre la conformación del espaciador dentro de la estructura del MOF y su estado aislado en gas libre, ya que ambos han demostrado ser factores críticos que influyen en la síntesis de MOFs. Nuestra herramienta fácil de usar simplifica la evaluación de sintetizabilidad, requiriendo una mínima experiencia en química computacional. Al descomponer más de 40,000 MOFs de bases de datos, incluyendo QMOF, CoRE MOF y ToBaCCo, analizamos parámetros clave que definen la tensión del espaciador dentro de la celda unitaria del MOF. Nuestros resultados indican que QMOF y CoRE MOF contienen candidatos más prometedores para la síntesis, mientras que ToBaCCo exhibe una probabilidad de sintetizabilidad relativamente baja debido a materiales no optimizados. A través de un análisis extenso, identificamos candidatos óptimos de espaciadores para MOFs altamente sintetizables. Las tendencias consistentes en la distribución de energía a través de las bases de datos, que están confirmadas por altos coeficientes de Pearson y Spearman, sugieren la posibilidad de omitir cálculos de optimización, reduciendo significativamente los costos computacionales. Este estudio subraya la importancia de la deformación del espaciador y las disparidades de energía y mejora nuestra comprensión de la accesibilidad sintética en la investigación de MOF, ofreciendo valiosos conocimientos para futuros avances en el campo.