氢键MOF的减震能力解释道

一项新的研究揭示了分子机制,解释了为什么多孔材料能吸收暴力冲击。工作也提供了线索如何是可能的设计新材料能够承受沉重的影响。

多孔材料广泛的应用在气体吸附和过滤。但是,几十年来,科学家也感兴趣他们的减震材料的潜力。比利时和英国的研究人员正在研究这种湿行为在沸石的imidazolate框架(ZIFs),一种有机框架与沸石的结构和拓扑属性特征。最初,他们不是为减震,创建“解释道本的太阳来自英国伯明翰大学的co-first该论文的作者之一。“然而,这是一个已知的沸石中的应用,考虑到他们相似之处,似乎很明显的联系。”

研究ZIFs减震性能,纳米多孔材料和水一起密封在一个不锈钢室。在一个机械的影响,水分子试图进入ZIF的毛孔。他们的疏水性使得入侵,因此冲击的机械能是花迫使水材料。这提供了一个很好的替代经典的减震器,“co-first作者说斯文罗格分子中心的造型,比利时根特大学。”与其他材料,如塑料和金属,这些新的减震器恢复变形非常有效,”他补充道。甚至一些ZIFs承受超过1000周期的影响。”

但是超越了测试ZIFs——他们的工作人员想了解水入侵背后的机制来改善未来的材料设计。除了实验室的实验,他们进行计算模拟,发现氢键是基本在入侵过程中,因此减震。很高兴看到这种机制的细节,和模拟可以帮助显示发生了什么在微观层面…不同的可能机制的转换和步骤,”说凉山州这分子模拟专家IRCP-CNRS在巴黎,法国。从宏观实验推断这些细节信息是不可能的,他说,这是“非常难以获得在operando技术”。这认为,尽管机制是常见的润湿和de-wetting疏水纳米孔,这种效果是仔细测量了…和相关材料的宏观性能。

”的关键一步是小集群的形成大约四ZIF内部的水分子,”罗格的评论。然后,进一步氢键的形成有利于入侵。“这成核过程控制水运输在整个材料。”

丹赵专家在新加坡国立大学的多孔材料,认为“这些实验揭示了减震性能条件类似于实际应用的。这些发现也导致全面的指导方针来验证和设计新材料——甚至超越ZIFs——减震。作者确定了17个有前途的候选人使用这些规则。的分子机制的宏观冲击吸收行为,”赵说。这些贡献将有利于材料研究社会进一步探索…和设计新材料对于这个应用程序。