新的合成方法造就MOFs新的應用

時間:2017-05-19 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
簡介:被稱為金屬有機骨架化合物(MOFs)的多孔晶體由通過有機分子連接的金屬交叉點組成。由于高孔隙率,MOFs具有非常大的表面積,一茶匙的MOF 如同足球場那樣具有相同表面積。位于極小空間中的大量孔

被稱為金屬有機骨架化合物(MOFs)的多孔晶體由通過有機分子連接的金屬交叉點組成。由于高孔隙率,MOFs具有非常大的表面積,一茶匙的MOF 如同足球場那樣具有相同表面積。位于極小空間中的大量孔隙為“客人”提供空間,從而允許MOFS用于氣體存儲或用作分離化學品的“分子門”。

 


來自格拉茨理工大學的Paolo Falcaro領導的研究團隊已經開發出一種在相對大的表面積上精確排列和取向生長的MOFs(金屬有機骨架化合物)的方法。

但MOFs具有更大的潛力,這就是為什么來自奧地利格拉茨理工大學(TU Graz)物理和理論化學研究所(PTC)的Paolo Falcaro想要進一步挖掘的原因。“MOFs是通過自組裝來制備的” Falcaro解釋到,“除了混合組件,我們不需要做任何事情,晶體將自己生長。然而,晶體以隨機的取向和位置生長,其孔洞同樣以該方式生長。如今,我們可知控制這種生長,而且MOFs的新性能將被探索,從而用于微電子、光學、傳感器和生物技術的多功能應用”。

 

發表在Nature Materials的一篇論文中,Falcaro和他的團隊報道了,在1cm2大的表面上生長MOFs的方法,展現了控制晶體取向和排列的水平。團隊的其他成員還有來自日本大阪府立大學的Masahide Takahashi和來自澳大利亞阿德萊德大學、莫納什大學和英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的研究人員。

 

將功能材料結合到這些精確定向的晶體中將創造出各向異性的材料,這些材料具有方向依賴性。研究團隊在論文中描述,他們將熒光結合到精確取向的MOF,僅僅通過旋轉膜,熒光信號就可以“打開”或“關閉”,從而產生光學活性的開關。

 

“這就有了很多可能的應用,我們將嘗試讓這類材料具有各種各樣不同的功能。”Falcaro說到,“同一種材料,如果取向和排列不同的,所顯示性質也不同。在這個尺寸上,讓MOFs有目的地生長,將開辟一系列有前景的應用,這正是接下來我們將要逐步探索的。”

 

Falcaro和他的格拉茨理工大學團隊的一個主要目標是開發生物技術應用的MOFs。“我們正試圖將酶、蛋白質甚至DNA封裝在MOFs中,并避免它們受到溫度波動的影響。”他說,“這種晶體結構對周圍孔洞里的“客人”具有保護作用,就像一件堅韌的夾克。我們想更準確地檢查這種作用的可能性。”

聲明:本文由第1材料編譯

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