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卜顯和院士JACS：調(diào)控柔性MOFs的動(dòng)態(tài)行為！

第一作者：Han Fang，Xiao-Yi Liu

通訊作者：卜顯和，常澤，于美慧

通訊單位：南開大學(xué)

論文速覽

將動(dòng)態(tài)行為引入周期性骨架中，在柔性多孔晶體的研究中取得了不錯(cuò)成果。通過控制骨架的集體動(dòng)力學(xué)來實(shí)現(xiàn)刺激誘導(dǎo)行為，需要對骨架進(jìn)行詳細(xì)的分子設(shè)計(jì)。

本論文研究了通過改變二元支柱連接體的剛度，如何調(diào)控金屬-有機(jī)骨架（MOFs）的動(dòng)態(tài)行為。作者構(gòu)建了兩種等構(gòu)的柔性MOFs，通過單晶到單晶的轉(zhuǎn)變展示了客體分子移除后的可逆變化。

研究發(fā)現(xiàn)，通過逐步的C₃H₆/C₃H₈吸附等溫線和原位粉末X射線衍射實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)lex-Cd-MOF-2a表現(xiàn)出了更有利的氣體誘導(dǎo)動(dòng)態(tài)行為。此外，通過分子建模研究了吸附機(jī)制，揭示了吸附景觀。作者還觀察到Flex-Cd-MOF-2的宏觀彈性與微觀柔性之間的一致性，為開發(fā)具有期望化學(xué)機(jī)械性能的MOFs提供了見解。

圖文導(dǎo)讀

圖1：支柱層構(gòu)建的Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2

圖2：Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變示意圖

圖3：Flex-Cd-MOF-2a的氣體吸附等溫線和原位PXRD圖譜

圖4：Flex-Cd-MOF-2和Flex-Cd-MOF-2a中的模擬氣體吸附量

圖5：Flex-Cd-MOF-2的納米壓痕測量

總結(jié)展望

本研究的亮點(diǎn)在于通過調(diào)節(jié)支柱連接體的剛度，實(shí)現(xiàn)了對柔性MOFs結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的精確控制。Flex-Cd-MOF-2a在客體分子吸附下的可逆結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，以及對C3/C4烴類氣體的吸附行為表現(xiàn)出了獨(dú)特的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為設(shè)計(jì)具有特定化學(xué)機(jī)械功能的MOFs提供了新策略。

研究中觀察到的宏觀柔軟性和微觀結(jié)構(gòu)柔性之間的相關(guān)性，為未來通過機(jī)械力調(diào)控MOFs的柔性結(jié)構(gòu)提供了可能性。這些發(fā)現(xiàn)不僅推動(dòng)了網(wǎng)狀化學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步，還為柔性多孔材料在氣體分離、可控客體釋放和納米技術(shù)設(shè)備中的應(yīng)用開辟了新的視野。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：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

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/05/14/6053979558/

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圖1：支柱層構(gòu)建的Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2

圖2：Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變示意圖

圖3：Flex-Cd-MOF-2a的氣體吸附等溫線和原位PXRD圖譜

圖4：Flex-Cd-MOF-2和Flex-Cd-MOF-2a中的模擬氣體吸附量

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