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利用摩天大楼建筑新设计增强了金属有机框架的孔隙率和结构稳定性

导读 世界上最高的建筑哈利法塔采用了先进的建筑技术,可以抵御风、和自身的巨大重量。这些技术中就包括元柱系统,它通过战略性地定位大柱来抵抗...

世界上最高的建筑哈利法塔采用了先进的建筑技术,可以抵御风、和自身的巨大重量。这些技术中就包括“元柱系统”,它通过战略性地定位大柱来抵抗侧向力,从而发挥关键作用,有助于建造如此高耸的建筑。

如果这些先进的建筑技术可以应用于材料设计会怎样?

金属有机骨架 (MOF) 是由金属离子与有机配体结合形成的多孔材料,其结构类似于建筑物中的钢筋。MOF 的设计原理与建筑规划非常相似。

Wonyoung Choe 教授的研究团队成功合成了一种新型 MOF,其设计策略类似于“巨型框架”,称为“合并网络策略”。通过在 MOF 结构中加入大分子(类似于建筑设计中柱子的功能),他们创造了“结构内的结构”,从而提高了孔隙率和结构稳定性。他们的研究发表在《先进功能材料》杂志上。

这项研究在解决传统 MOF 材料稳定性这一长期挑战方面取得了重大进展。与之前报道的 MOF 相比,新开发的 MOF 不仅表现出卓越的水稳定性和结构完整性,而且表现出卓越的吸水能力和可重复使用性。此外,该团队成功证明,可以通过修改 MOF 框架内的活性位点来精确调整其吸水性能,从而增强其在各种吸水应用中的多功能性。

研究第一作者 Junghye Lee 表示,“这种新设计方法有可能超越现有 MOF 的性能,显著扩展其应用范围。”

Wonyoung Choe 教授表示:“这项研究标志着分子级精密设计的突破。通过将先进的结构方法应用于分子系统,我们开辟了材料科学的新途径。”

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