新的合成方法造就MOFs新的應(yīng)用
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(xué)品的“分子門”。
來自格拉茨理工大學(xué)的Paolo Falcaro領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊已經(jīng)開發(fā)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(xué)(TU Graz)物理和理論化學(xué)研究所(PTC)的Paolo Falcaro想要進一步挖掘的原因?!癕OFs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(xué)、傳感器和生物技術(shù)的多功能應(yīng)用”。
發(fā)表在Nature Materials的一篇論文中,F(xiàn)alcaro和他的團隊報道了,在1cm2大的表面上生長MOFs的方法,展現(xiàn)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(xué)的Masahide Takahashi和來自澳大利亞阿德萊德大學(xué)、莫納什大學(xué)和英聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的研究人員。
將功能材料結(jié)合到這些精確定向的晶體中將創(chuàng)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(jié)合到精確取向的MOF,僅僅通過旋轉(zhuǎn)膜,熒光信號就可以“打開”或“關(guān)閉”,從而產(chǎn)生光學(xué)活性的開關(guān)。
“這就有了很多可能的應(yīng)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(zhì)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(yīng)用,這正是接下來我們將要逐步探索的?!?/p>
Falcaro和他的格拉茨理工大學(xué)團隊的一個主要目標(biāo)是開發(fā)生物技術(shù)應(yīng)用的MOFs?!拔覀冋噲D將酶、蛋白質(zhì)甚至DNA封裝在MOFs中,并避免它們受到溫度波動的影響?!彼f,“這種晶體結(jié)構(gòu)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(zhǔn)確地檢查這種作用的可能性?!?/p>
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文章名稱:《新的合成方法造就MOFs新的應(yīng)用》
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