孔隙有机分子晶体的模块化和可预测的组装
James T A Jones1, Tom Hasell, Xiaofeng Wu
1Department of Chemistry and Centre for Materials Discovery, University of Liverpool, Crown Street, Liverpool L69 7ZD, UK.
Nature
|June 17, 2011
概括
研究人员通过混合有机模块,制造出可预测的,高度多孔的晶体固体. 这种自组装方法,以性识别为指导,可以为分离,储存和催化中的先进材料进行计算设计.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 超分子化学 超分子化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 纳米孔的分子框架对于分离,储存和催化是至关重要的.
- 在3D多孔固体中对功能放置的可预测控制仍然是一个重大挑战.
- 当前的方法往往导致功能的统计分布,限制了目标应用.
研究的目的:
- 开发一种使用预先组织的分子模块制造可预测,功能化的多孔固体的策略.
- 为了证明有机模块的"混合与匹配"组装,以量身定制的材料特性.
- 通过可预测的自我组装来实现多孔材料的计算设计.
主要方法:
- 通过一步反应,高产量的有机模块的合成.
- 不同的有机模块在溶液中自组装,由形识别驱动.
- 由此产生的三维共晶结构的计算预测.
主要成果:
- 通过混合不同的有机模块,成功地产生了高度多孔的晶体固体.
- 自组装过程,启用了奇拉识别,允许可预测的结构形成.
- 该方法在四个不同的子模块中得到了验证,并显示了概括的潜力.
- 在某些情况下,有孔的有机纳米颗粒被形成,利用奇拉识别.
结论:
- 从有机模块组装功能性多孔固体的新,计算可预测的方法已经建立.
- 状识别是指导这些模块自组装成可预测结构的关键因素.
- 这种方法为设计各种应用的先进多孔材料提供了一个多功能平台.
