多孔配位聚合物(Porous Coordination Polymer, PCP),又稱金屬—有機框架(Metal-Organic Framework, MOF),因具有豐富多樣、可設計剪裁的框架和孔結構而吸引了廣泛關注。和常規多孔材料相比,MOF的框架柔性特別顯著,可以對外界刺激產生豐富多樣的結構響應和動態行為,并可用于有效提高吸附儲存、分離、傳感等性能。因此,設計合成具有特定柔性和動態行為的MOF具有重要意義。不過,影響柔性和動態行為的因素非常多而且復雜,使其相比于靜態的框架和孔結構更難設計或控制。
近期,《國家科學評論》發表了由中山大學張杰鵬、陳小明教授等人撰寫的綜述文章:Controlling flexibility of metal-organic frameworks (https://doi.org/10.1093/nsr/nwx127)。該綜述明確區分了控制柔性MOF結構和控制MOF柔性的概念。前者是通過外界化學刺激(客體吸附/脫附/交換)和物理刺激(溫度、光、壓力等)改變柔性MOF的結構,是柔性MOF的本征行為。后者則是通過調控外部環境改變MOF對外界刺激的結構響應和動態行為,或設計合成新MOF材料和樣品使其對外界刺激產生預期的結構響應和動態行為。該綜述還結合典型案例的講解,系統總結了控制MOF柔性的幾種基本策略,即多孔框架設計合成與改造、調控多孔晶體成分和尺寸/形貌以及改變外界物理環境,其中對應的目標從設計合成新材料逐漸過渡為控制已有的材料。
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