随着科技的迅速发展,科学家们近期开发了一种类似于变形金刚的新型三维纳米多孔材料,这种材料可以在外界的刺激下,改变材料微观构象变成二维非多孔结构材料。而且当这些二维非多孔结构材料在受到与之前相反的刺激时,便会恢复为原来的三维纳米多孔结构。 该研究是由西班牙国家研究委员会(CSIC)的一个研究小组开发的,并且其详细报道于今天发表在了“Advanced Materials”杂志上,就其应用而言,由于其特有的性质,可能在选择性气体分离或气体吸附的膜,化学反应的催化剂,活性物质封装和药物递送或危险废物的吸附方面有着潜在的应用。 研究人员以活性柔性球形二十面体硼基分子作为配体来开发了这种三维纳米多孔材料。来自巴塞罗那材料科学研究所(ICMAB-CSIC)的无机材料和催化实验室的Jose Giner说:“配体的球形形状是使结构回到其原始形状的关键因素,其允许不同部分的重新排列,且不会影响整个结构发生变化。” 该材料属于一类多孔晶体材料,其是由金属离子或与桥接有机连接体自主装形成的(称为金属-有机框架)。且在该项研究中,使用球形有机连接体代替平面有机连接体,对材料的稳定柔性结构起到了非常关键的作用。Giner解释说到:“球形连接物可以避免结构坍塌,简单一点来讲,就是如果使球体分离,两层将会彼此翻转;而如果使用非球形柱体,则这个分子结构将会塌陷。” ICMAB超临界流体和功能材料小组的AnaLópez-Periago说:“这里所观察到的转变不仅是由对流有机溶剂引起的,而且也存在着绿色超临界二氧化碳的引发,这为可持续过程开辟了道路。“”
第三代MOF的灵活性和意想不到的动态行为在这里是第一次进行了讲述。合成策略是基于二吡啶基碳硼烷连接体的柔性和球形形状,其作用是作为刚性层之间的支柱,并提供了一个三维多孔结构。通过操纵不同溶剂和多孔三维结构之间的主客体相互作用,可以诱导固体的相变以产生新的无孔二维结构。来源:ICMAB-CSIC
作为潜在应用的概念证明,富勒烯分子的封装是通过在可逆的二维到三维过渡期间捕获它们而实现的。 Giner又补充到:“观察到的过程构成了一种新的方法来封装不易扩散到多孔材料中的大分子。 LMI集团科学活动的重点在于硼簇的化学性质。其几何形状,以及它们含有半金属离子硼的事实,赋予了它们许多鲜为人知的独特特性。该小组研究了新结构的合成及其在抗肿瘤药物,催化剂,海水淡化以及传感器等不同领域的应用。 原文来自:phys, 原文题目:Researchers develop flexible materials that switch from nano-porous 3-D to 2-D structures in a reversible way.