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新的合成方法造就MOFs新的应用

被称为金属有机骨架化合物(MOFs)的多孔晶体由通过有机分子连接的金属交叉点组成。由于高孔隙率,MOFs具有非常大的表面积,一茶匙的MOF 如同足球场那样具有相同表面积。位于极小空间中的大量孔隙为“客人”提供空间,从而允许MOFS用于气体存储或用作分离化学品的“分子门”。

 


来自格拉茨理工大学的Paolo Falcaro领导的研究团队已经开发出一种在相对大的表面积上精确排列和取向生长的MOFs(金属有机骨架化合物)的方法。

但MOFs具有更大的潜力,这就是为什么来自奥地利格拉茨理工大学(TU Graz)物理和理论化学研究所(PTC)的Paolo Falcaro想要进一步挖掘的原因。“MOFs是通过自组装来制备的” Falcaro解释到,“除了混合组件,我们不需要做任何事情,晶体将自己生长。然而,晶体以随机的取向和位置生长,其孔洞同样以该方式生长。如今,我们可知控制这种生长,而且MOFs的新性能将被探索,从而用于微电子、光学、传感器和生物技术的多功能应用”。

 

发表在Nature Materials的一篇论文中,Falcaro和他的团队报道了,在1cm2大的表面上生长MOFs的方法,展现了控制晶体取向和排列的水平。团队的其他成员还有来自日本大阪府立大学的Masahide Takahashi和来自澳大利亚阿德莱德大学、莫纳什大学和英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的研究人员。

 

将功能材料结合到这些精确定向的晶体中将创造出各向异性的材料,这些材料具有方向依赖性。研究团队在论文中描述,他们将荧光结合到精确取向的MOF,仅仅通过旋转膜,荧光信号就可以“打开”或“关闭”,从而产生光学活性的开关。

 

“这就有了很多可能的应用,我们将尝试让这类材料具有各种各样不同的功能。”Falcaro说到,“同一种材料,如果取向和排列不同的,所显示性质也不同。在这个尺寸上,让MOFs有目的地生长,将开辟一系列有前景的应用,这正是接下来我们将要逐步探索的。”

 

Falcaro和他的格拉茨理工大学团队的一个主要目标是开发生物技术应用的MOFs。“我们正试图将酶、蛋白质甚至DNA封装在MOFs中,并避免它们受到温度波动的影响。”他说,“这种晶体结构对周围孔洞里的“客人”具有保护作用,就像一件坚韧的夹克。我们想更准确地检查这种作用的可能性。”

声明:本文由第1材料编译

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文章名称:《新的合成方法造就MOFs新的应用》
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