卜显和院士JACS：调控柔性MOFs的动态行为！

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卜显和院士JACS：调控柔性MOFs的动态行为！
第一作者：Han Fang，Xiao-Yi Liu
通讯作者：卜显和，常泽，于美慧
通讯单位：南开大学
论文速览
卜显和院士JACS：调控柔性MOFs的动态行为！
将动态行为引入周期性骨架中，在柔性多孔晶体的研究中取得了不错成果。通过控制骨架的集体动力学来实现刺激诱导行为，需要对骨架进行详细的分子设计。
本论文研究了通过改变二元支柱连接体的刚度，如何调控金属-有机骨架（MOFs）的动态行为。作者构建了两种等构的柔性MOFs，通过单晶到单晶的转变展示了客体分子移除后的可逆变化。
研究发现，通过逐步的C3H6/C3H8吸附等温线和原位粉末X射线衍射实验，Flex-Cd-MOF-2a表现出了更有利的气体诱导动态行为。此外，通过分子建模研究了吸附机制，揭示了吸附景观。作者还观察到Flex-Cd-MOF-2的宏观弹性与微观柔性之间的一致性，为开发具有期望化学机械性能的MOFs提供了见解。
图文导读
卜显和院士JACS：调控柔性MOFs的动态行为！

图1：支柱层构建的Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2

卜显和院士JACS：调控柔性MOFs的动态行为！

图2：Flex-Cd-MOF-1和Flex-Cd-MOF-2的结构转变示意图

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图3：Flex-Cd-MOF-2a的气体吸附等温线和原位PXRD图谱

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图4：Flex-Cd-MOF-2和Flex-Cd-MOF-2a中的模拟气体吸附量

卜显和院士JACS：调控柔性MOFs的动态行为！

图5：Flex-Cd-MOF-2的纳米压痕测量

总结展望
本研究的亮点在于通过调节支柱连接体的刚度，实现了对柔性MOFs结构转变的精确控制。Flex-Cd-MOF-2a在客体分子吸附下的可逆结构转变，以及对C3/C4烃类气体的吸附行为表现出了独特的动态响应，为设计具有特定化学机械功能的MOFs提供了新策略。
研究中观察到的宏观柔软性和微观结构柔性之间的相关性，为未来通过机械力调控MOFs的柔性结构提供了可能性。这些发现不仅推动了网状化学领域的进步，还为柔性多孔材料在气体分离、可控客体释放和纳米技术设备中的应用开辟了新的视野。
文献信息
标题：Stimulus-Induced Dynamic Behavior Regulation of Flexible Crystals through the Tuning of Module Rigidity
期刊：Journal of the American Chemical Society
DOI：10.1021/jacs.4c04809

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