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。”

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