第一作者:Han Fang,Xiao-Yi Liu
通讯作者:卜显和,常泽,于美慧
通讯单位:南开大学
论文速览
将动态行为引入周期性骨架中,在柔性多孔晶体的研究中取得了不错成果。通过控制骨架的集体动力学来实现刺激诱导行为,需要对骨架进行详细的分子设计。
本论文研究了通过改变二元支柱连接体的刚度,如何调控金属-有机骨架(MOFs)的动态行为。作者构建了两种等构的柔性MOFs,通过单晶到单晶的转变展示了客体分子移除后的可逆变化。
研究发现,通过逐步的C3H6/C3H8吸附等温线和原位粉末X射线衍射实验,Flex-Cd-MOF-2a表现出了更有利的气体诱导动态行为。此外,通过分子建模研究了吸附机制,揭示了吸附景观。作者还观察到Flex-Cd-MOF-2的宏观弹性与微观柔性之间的一致性,为开发具有期望化学机械性能的MOFs提供了见解。
图文导读
图1:支柱层构建的Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2
图2:Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2的结构转变示意图
图3:Flex-Cd-MOF-2a的气体吸附等温线和原位PXRD图谱
图4:Flex-Cd-MOF-2和Flex-Cd-MOF-2a中的模拟气体吸附量
图5:Flex-Cd-MOF-2的纳米压痕测量
总结展望
本研究的亮点在于通过调节支柱连接体的刚度,实现了对柔性MOFs结构转变的精确控制。Flex-Cd-MOF-2a在客体分子吸附下的可逆结构转变,以及对C3/C4烃类气体的吸附行为表现出了独特的动态响应,为设计具有特定化学机械功能的MOFs提供了新策略。
研究中观察到的宏观柔软性和微观结构柔性之间的相关性,为未来通过机械力调控MOFs的柔性结构提供了可能性。这些发现不仅推动了网状化学领域的进步,还为柔性多孔材料在气体分离、可控客体释放和纳米技术设备中的应用开辟了新的视野。
文献信息
标题:Stimulus-Induced Dynamic Behavior Regulation of Flexible Crystals through the Tuning of Module Rigidity
期刊:Journal of the American Chemical Society DOI:10.1021/jacs.4c04809
热门跟贴