Mod design/styring af fleksibilitet af MOF'er

Porøse koordineringspolymerer (PCP'er) eller metal-organiske rammer (MOF'er) er blevet grundigt undersøgt for deres diversificerede og designbare/skræddersyede rammer og porestrukturer. Sammenlignet med konventionelle porøse materialer, MOF'er har meget større rammefleksibilitet, som ikke kun kan give anledning til forskellige former for interessante strukturelle reaktioner og dynamisk adfærd mod eksterne stimuli, men også markant forbedrede ydelser til opbevaring, adskillelse, sensing og andre applikationer. Derfor, kontrollere fleksibiliteten af ​​MOF'er, eller rationelt design og syntese af MOF'er med specificeret fleksibilitet og dynamik, er af praktisk betydning. Imidlertid, rammefleksibilitet styres samtidigt af mange faktorer, og en triviel forskel på en strukturel parameter eller anden faktor relateret til prøven eller miljøet kan ændre responsen drastisk. Med andre ord, rammefleksibilitet kan være vanskeligere at designe eller kontrollere, sammenlignet med de statiske træk såsom rammer og porestrukturer.

I en ny anmeldelse offentliggjort i det Beijing-baserede tidsskrift National Science Review , forskere ved Sun Yat-Sen University i Guangzhou, Kina, præsentere fremskridtene med at designe/kontrollere fleksibiliteten af ​​MOF'er. Medforfattere Jie-Peng Zhang, Hao-Long Zhou, Dong-Dong Zhou, Pei-Qin Liao og Xiao-Ming Chen definerer og adskiller først begreberne om at kontrollere strukturen af ​​fleksible MOF'er og kontrollere fleksibiliteten af ​​MOF'er. Førstnævnte refererer til ændringen af ​​rammestrukturer for fleksible MOF'er mod ekstern kemikalie (gæsteadsorption/desorption/udveksling) og fysisk (temperatur, lys, tryk, osv.) stimuli, som er den iboende egenskab ved fleksible MOF'er og har været emner for de fleste undersøgelser. På den anden side, sidstnævnte bruger eksternt miljø til at modulere MOF'ers strukturelle reaktion og dynamiske adfærd, eller designer/syntetiserer nye MOF -materialer/prøver for at generere specificeret strukturelt respons og dynamisk adfærd mod en given ekstern stimulus. Baseret på diskussioner af repræsentative eksempler, de opsummerer systematisk de grundlæggende strategier for at designe/kontrollere fleksibiliteten af ​​MOF'er, dvs. design, syntese, og modifikation af den porøse vært, kontrol af sammensætning og størrelse/morfologi af den porøse krystalprøve, og kontrol af det eksterne fysiske miljø, hvor målet gradvist ændrer sig fra design af nye materialer til modulering af eksisterende materiales ejendom.

Forskerne understreger, at "Det skal påpeges, at design, skræddersy, eller at kontrollere rammefleksibilitet er ikke kun nyttig til at forstå MOF'ernes forhold mellem struktur og ejendom, men også en ny dimension til udvikling af MOF -materialer med fremragende præstationer for molekylær genkendelse, høj lager-/leveringskapacitet, selektiv adskillelse, unormal/kontrollerbar termisk ekspansion, og så videre."