Strutture metallo-organiche flessibili:dal controllo delle strutture al controllo della flessibilità. Credito:Science China Press
I polimeri di coordinazione porosi (PCP) o le strutture metallo-organiche (MOF) sono state ampiamente studiate per la loro struttura e strutture dei pori diversificate e progettabili/adattabili. Rispetto ai materiali porosi convenzionali, I MOF hanno una flessibilità del framework molto più ampia, che possono dare origine non solo a vari tipi di risposte strutturali interessanti e comportamenti dinamici verso stimoli esterni, ma anche prestazioni significativamente migliorate per lo storage, separazione, rilevamento e altre applicazioni. Perciò, controllare la flessibilità dei MOF, o progettazione razionale e sintesi di MOF con flessibilità e dinamismo specificati, sono di importanza pratica. Però, la flessibilità del quadro è controllata contemporaneamente da molti fattori, e una banale differenza di un parametro strutturale o di un altro fattore correlato al campione o all'ambiente può cambiare drasticamente la risposta. In altre parole, la flessibilità del framework può essere più difficile da progettare o controllare, rispetto alle caratteristiche statiche come la struttura e le strutture dei pori.
In una nuova recensione pubblicata sulla rivista con sede a Pechino Rassegna scientifica nazionale , scienziati della Sun Yat-Sen University di Guangzhou, Cina, presentare i progressi nella progettazione/controllo della flessibilità dei MOF. Co-autori Jie-Peng Zhang, Hao-Long Zhou, Dong-Dong Zhou, Pei-Qin Liao e Xiao-Ming Chen definiscono e distinguono innanzitutto i concetti di controllo della struttura dei MOF flessibili e del controllo della flessibilità dei MOF. Il primo si riferisce al cambiamento delle strutture strutturali dei MOF flessibili verso esterni chimici (adsorbimento/desorbimento/scambio ospiti) e fisici (temperatura, leggero, pressione, ecc.) stimoli, che è la proprietà intrinseca dei MOF flessibili ed è stato l'argomento della maggior parte delle ricerche. D'altra parte, quest'ultimo utilizza l'ambiente esterno per modulare la risposta strutturale e il comportamento dinamico dei MOF, oppure progetta/sintetizza nuovi materiali/campioni MOF per generare una risposta strutturale specifica e un comportamento dinamico verso un dato stimolo esterno. Sulla base di discussioni di esempi rappresentativi, riassumono sistematicamente le strategie di base per la progettazione/controllo della flessibilità dei MOF, cioè., design, sintesi, e modificazione dell'ospite poroso, controllare la composizione e la dimensione/morfologia del campione di cristallo poroso, e il controllo dell'ambiente fisico esterno, in cui l'obiettivo passa gradualmente dalla progettazione di nuovi materiali alla modulazione delle proprietà dei materiali esistenti.
Gli scienziati sottolineano che, «Va precisato che, progettare, sartoria, o controllare la flessibilità del framework non è utile solo per comprendere la relazione struttura-proprietà dei MOF, ma anche una nuova dimensione per lo sviluppo di materiali MOF con prestazioni eccellenti per il riconoscimento molecolare, elevata capacità di stoccaggio/consegna, separazione selettiva, espansione termica anormale/controllabile, e così via."