Las imágenes 3D revelan un trastorno generalizado de apilamiento en marcos orgánicos covalentes 2D de un solo cristal

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Química

Sus antecedentes:

• Los marcos orgánicos covalentes bidimensionales (2D) (COF) son conocidos por su porosidad sintonizable.
• La comprensión de la estructura tridimensional de los poros (3D) que surge del apilamiento interplanar en COFs 2D es crucial pero desafiante.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el apilamiento interplanar y la estructura de poros 3D de las partículas de COF 2D monocristalinas.
• Para revelar la extensión y la naturaleza del trastorno de apilamiento en los FOC vinculados a la imina.

Principales métodos:

• Se utiliza el microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM).
• Empleado ptychography, una técnica de imágenes en escala de angstrom 3D.
• Se estudió el COF TAPB-DMPDA monocristalino vinculado a la imina.

Principales resultados:

• Se identificó un trastorno generalizado de apilamiento más allá de las variaciones del nivel de angstrom.
• Se han observado desplazamientos interplanares de hasta la mitad de una unidad celular y inhomogeneidades de apilamiento/inclinación a nanoescala.
• Las visualizaciones 3D confirmaron la distorsión de los canales porosos debido a un trastorno de apilamiento.

Conclusiones:

• Incluso los COF 2D de alta calidad exhiben un trastorno de apilamiento significativo.
• Este trastorno tiene un profundo impacto en las aplicaciones potenciales de los COF.
• El desarrollo de estrategias para controlar las estructuras tridimensionales en los FOC es esencial.