Ajuste de la expansión térmica en estructuras metálicas orgánicas utilizando un enfoque de solución sólida de enlace...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Física del estado sólido

Sus antecedentes:

• Se sabe que las estructuras metal-orgánicas (MOF) exhiben expansión térmica negativa (NTE).
• El ajuste continuo de la expansión térmica de negativo a positivo en una sola fase MOF no se ha informado previamente.
• Los materiales NTE tradicionales carecen de esta característica ajustable.

Objetivo del estudio:

• Investigar el ajuste continuo de la expansión térmica en un sistema MOF.
• Explorar la formación de soluciones sólidas monofásicas para el control de la expansión térmica.
• Establecer una estrategia general para adaptar la expansión térmica en los MOF.

Principales métodos:

• Síntesis de una serie de soluciones sólidas de enlace mezcladas en el sistema Zn-DMOF-TM.
• Caracterización de las propiedades de expansión térmica de los MOF sintetizados.
• Análisis de los cambios estructurales que influyen en el comportamiento de expansión térmica.

Principales resultados:

• Se observó una transición suave de la expansión térmica negativa a positiva en el plano a-b del material tetragonal.
• La temperatura de expansión térmica cero cambió de ~ 186 K a ~ 325 K con el aumento del contenido de TM-bdc.
• La formación exitosa de soluciones sólidas monofásicas permitió el ajuste continuo de la expansión térmica.

Conclusiones:

• Las soluciones sólidas de enlace mixto representan una estrategia viable y general para controlar la expansión térmica en los MOF.
• Este trabajo demuestra una adaptabilidad sin precedentes de la expansión térmica en un solo sistema MOF.
• Los hallazgos allanan el camino para el diseño de MOF con características específicas de expansión térmica.