Advance materials:球形碳硼烷配体构建的MOF材料三维到二维的结构可逆转变

【引言】

正如电影中的变形金刚，仿真机器人具有任意变形的能力，可将自身重新组装获得所需形态，如，汽车，坦克或武器。目前，研究人员通过实验得到了一种能够在外界激发下通过结构重组从三维纳米多孔结构转变成为二维无孔结构的材料，同时，在外界进一步激发下，可以实现结构的逆转变，即从二维恢复到最初的三维多孔结构。

【成果简介】

该研究已于近日发表在Advanced Materials期刊上，“An Unprecedented Stimuli‐Controlled Single‐Crystal Reversible Phase Transition of a Metal–Organic Framework and Its Application to a Novel Method of Guest Encapsulation” 作者为Dr. Jose Giner和其博士研究生谭昉畅，该课题组隶属于巴塞罗那材料科学研究所的无机材料催化实验室。他们将具有柔性且富含硼元素的二十面体球形有机物作为配体，合成出该可转变材料。“相对于传统的二维羧酸配体，这种新型三维球形配体是实现结构转变回初始的状态关键，它使骨架各部分重组的同时还能保持结构的稳定。”

【图文导读】

图一根据单晶衍射绘制的MOF晶体结构

a 晶体具有沿着b轴的孔道， 该孔道能容纳不同的溶剂分子

b 配体H₃BTB的分子式1,3,5-tris(4-carboxyphenyl)benzene

c 碳硼烷配体，其中meta-carborane fragment, C₂B₁₀H₁₀间位碳硼烷用橙色的二十面体表示，黑点代表碳原子。

图二 MOF 1 与MOF 2可逆转变的反应条件及其对富勒烯的包覆，其中MOF 1 和MOF 2 的结构根据单晶衍射数据绘制，MOF 1包覆富勒烯结构根据DFT结果优化得到。

【小结】

研究人员首次报道了新型纳米多孔三维结构材料的柔性和动态转变。通过控制孔道中的溶剂分子，该材料可以实现三维与二维结构的可逆转变。基于球形碳硼烷为主要成分的配体提高了骨架的稳定性避免转变过程结构塌陷。该MOF多孔材料可以应用于分子吸附及分离，活性组分载体的包覆和缓释。

文献链接：“An Unprecedented Stimuli‐Controlled Single‐Crystal Reversible Phase Transition of a Metal–Organic Framework and Its Application to a Novel Method of Guest Encapsulation” https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800726

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