在自然界中,大多数活体组织都是由软硬各向异性的成分共同构建而成。这种“砖块-砂浆”的半刚性三维复合结构既保证了足够的机械强度,又赋予了组织显著的功能自适应性,现已发展成为超材料高性能化和功能化的一种全新策略。以金属有机框架(MOF)为例,这是一种由金属离子与有机配体通过配位键自组装形成的分子内孔隙的有机-无机杂化材料。由于有机配体和金属离子的排列具有明显的方向性,MOFs可以形成形状规则、孔隙均一的框架结构,从而表现出卓越的选择性、相溶性与可修饰性。然而,MOF的刚性结构一旦形成就难以发生改变,即使引入一些功能化的“半刚性”桥连配体也无法从真正意义上实现孔径和选择性的调节,缺乏足够的灵活性。
图1. 热诱导的MOPF孔径变化示意图
图2. MOPF孔径的热调节性
图3. MOPFs在不同温度下的CO2吸附等温线和TPE荧光强度
相关研究成果以“Thermo-regulating Mesoporous Semi-rigid Metal-organic-polymer Frameworks for Controllable Adsorption and Confinement”为题发表在《Journal of Materials Chemistry A》上,并被选为当期的内封底和亮点论文。其中,硕士研究生李万江和董姣为本论文的共同第一作者,华南师范大学先进信息材料课题组李皓副教授和王耀教授为通讯作者,华南师范大学为第一完成单位。
华南师大王耀教授领导的先进信息材料(AIM)课题组在光、电、气体和温度等响应型功能信息和智能传感材料研究方面取得了一系列重要突破,近三年已在《Advanced Functional Materials》、《ACS Nano》、《Advanced Science》、《Small》、《Journal of Materials Chemistry A》、《ACS Applied Materials & Interfaces》、《ACS Sensors》等国际期刊上发表30多篇原创性学术论文,提升了华南师范大学在功能信息和智能传感材料领域的学术影响力。
论文链接:https://doi.org/10.1039/D3TA00401E
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