Гибкий металлоорганический каркас
Некоторые металлоорганические каркасы (МОФ) демонстрируют большие структурные изменения в ответ на внешние раздражители , а такие модификации их структуры, в свою очередь, могут привести к резким изменениям их физических и химических свойств. Такие чувствительные к стимулам MOF обычно называют гибкими металлоорганическими каркасами . [ 1 ] Их также можно назвать динамическими металлоорганическими каркасами , чувствительными к раздражителям MOF, [ 2 ] многофункциональные МОК, [ 3 ] или мягкие пористые кристаллы. [ 4 ]
Формально металлоорганический каркас представляет собой координационную сеть с органическими лигандами, содержащую потенциальные пустоты. Координационная сеть — это координационное соединение, простирающееся через повторяющиеся координационные объекты в одном измерении , но с поперечными связями между двумя или более отдельными цепями, петлями или спирозвеньями, или координационное соединение, простирающееся через повторяющиеся координационные объекты в двух или трех измерениях. размеры . Координационный полимер представляет собой координационное соединение с повторяющимися координационными единицами, простирающимися в одном, двух или трех измерениях. [ 6 ]
Как правило, этот вид материала имеет четко выраженную структуру, но иногда некоторые внешние раздражители могут повлиять на его структуру, в результате чего структура станет другой, не нарушая общей сети. Различные внешние раздражители, такие как тепло , свет, растворитель , электрическое поле , магнитное поле и т. д., могут воздействовать на металлоорганический каркас, изменять его внутреннюю структуру и облегчать процесс трансформации. Это структурное преобразование обычно происходит за счет разрыва/образования связи, изменения координационного числа иона металла , изменения способа координации лиганда, сжатия длины лиганда, замены растворителя, удаления растворителя и т. д. [ 7 ]
Одним из часто обсуждаемых примеров гибкого металлоорганического каркаса является семейство материалов MIL-53. [ 8 ] имеет одномерные ромбовидные поры, которые могут расширяться или сжиматься при стимуляции, например, при адсорбции молекул-гостей (растворитель, вода, газы и т. д.), при изменении температуры и механического давления.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шнееманн, А.; Бон, В.; Шведлер, И.; Сеньковская И.; Каскель, С.; Фишер, РА (22 июля 2014 г.). «Гибкие металлоорганические каркасы» . Обзоры химического общества . 43 (16): 6062–6096. дои : 10.1039/C4CS00101J . ISSN 1460-4744 . ПМИД 24875583 .
- ^ Кудер, Франсуа-Ксавье (24 марта 2015 г.). «Отзывчивый металл-органический каркас и каркасные материалы: под давлением, в напряжении, в центре внимания, с друзьями» . Химия материалов . 27 (6): 1905–1916. doi : 10.1021/acs.chemmater.5b00046 .
- ^ СИЛЬВА, Патрисия; ВИЛЕЛА, Серджио МФ; ТОМЕ, Джон ПК; Алмейда Пас, Фелипе А. (2015). «Многофункциональные металлоорганические каркасы: от научных исследований до промышленного применения» . Обзоры химического общества . 44 (19): 6774–6803. дои : 10.1039/C5CS00307E . hdl : 1854/LU-7140032 . ISSN 0306-0012 . ПМИД 26161830 .
- ^ Хорике, Сатоши; Симомура, Сатору; Китагава, Сусуму (23 ноября 2009 г.). «Мягкие пористые кристаллы» . Природная химия . 1 (9): 695–704. дои : 10.1038/nchem.444 . ISSN 1755-4349 . ПМИД 21124356 .
- ^ Хоу, Цзинвэй; Эшлинг, Кристофер В.; Коллинз, Шон М.; Крайнц, Андраж; Чжоу, Чао; Лонгли, Луи; Джонстон, Дункан Н.; Чейтер, Филип А.; Ли, Шичунь; Куле, Мари-Ванесса; Ллевелин, Филип Л. (12 июня 2019 г.). «Металлорганический каркас хрустально-стеклянных композитов» . Природные коммуникации . 10 (1): 2580. doi : 10.1038/s41467-019-10470-z . ISSN 2041-1723 . ПМК 6561910 . ПМИД 31189892 .
- ^ Баттен, Стюарт Р.; Чампнесс, Нил Р.; Чен, Сяо-Мин; Гарсиа-Мартинес, Хавьер; Китагава, Сусуму; Орстрем, Ларс; О'Киф, Майкл; Су, Мёнхён Пайк; Ридейк, Январь (2 апреля 2012 г.). «Координационные полимеры, металлоорганические каркасы и необходимость терминологических рекомендаций» . CrystEngComm . 14 (9): 3001–3004. дои : 10.1039/C2CE06488J . hdl : 10045/33465 . ISSN 1466-8033 .
- ^ Гальдер, Ариджит; Гошал, Дебаджьоти (05 марта 2018 г.). «Структура и свойства динамических металлоорганических каркасов: краткий обзор кристалло-кристаллических и кристалло-аморфных превращений» . CrystEngComm . 20 (10): 1322–1345. дои : 10.1039/C7CE02066J . ISSN 1466-8033 .
- ^ Луазо, Тьерри; Серр, Кристиан; Югенар, Кларисса; Финк, Герхард; Таулель, Фрэнсис; Генри, Марк; Батай, Тьерри; Ферей, Жерар (19 марта 2004 г.). «Обоснование большого дыхания пористого терефталата алюминия (MIL-53) при гидратации» . Химия – Европейский журнал . 10 (6): 1373–1382. дои : 10.1002/chem.200305413 . ISSN 0947-6539 . ПМИД 15034882 .