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控制金属—有机框架(MOF)的柔性

Science China Press

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IMAGE: 柔性MOF:从控制结构到控制柔性。 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

多孔配位聚合物(Porous Coordination Polymer, PCP),又称金属—有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOF),因具有丰富多样、可设计剪裁的框架和孔结构而吸引了广泛关注。和常规多孔材料相比,MOF的框架柔性特别显著,可以对外界刺激产生丰富多样的结构响应和动态行为,并可用于有效提高吸附储存、分离、传感等性能。因此,设计合成具有特定柔性和动态行为的MOF具有重要意义。不过,影响柔性和动态行为的因素非常多而且复杂,使其相比于静态的框架和孔结构更难设计或控制。

近期,《国家科学评论》发表了由中山大学张杰鹏教授和陈小明教授等人撰写的综述文章“Controlling flexibility of metal-organic frameworks”。该综述明确区分了控制柔性MOF结构和控制MOF柔性的概念。前者是通过外界化学刺激(客体吸附/脱附/交换)和物理刺激(温度、光、压力等)改变柔性MOF的结构,是柔性MOF的本征行为。后者则是通过调控外部环境改变MOF对外界刺激的结构响应和动态行为,或设计合成新MOF材料和样品使其对外界刺激产生预期的结构响应和动态行为。该综述还结合典型案例的讲解,系统总结了控制MOF柔性的几种基本策略,即多孔框架设计合成与改造、调控多孔晶体成分和尺寸/形貌以及改变外界物理环境,其中对应的目标从设计合成新材料逐渐过渡为控制已有的材料。

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Jie-Peng Zhang, Hao-Long Zhou, Dong-Dong Zhou, Pei-Qin Liao, and Xiao-Ming Chen Controlling flexibility of metal-organic frameworks Natl Sci Rev, 2017, doi: 10.1093/nsr/nwx127 https://doi.org/10.1093/nsr/nwx127

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