最新Nature: 層狀二維分子織物自組裝

nanoCJ 3年前 (2020-12-17) 4067瀏覽

【引言】

金屬模板合成是引導分子水平構造（如交織結構）進行組裝的有力工具。理論研究認為，將預編織二維金屬配位分子網格（molecular grids）嵌合形成交織分子材料是可行的。然而，到目前為止，還未有研究報道實現具有交織配體鏈的網格材料。

【成果簡介】

曼徹斯特大學的David A. Leigh（通訊作者）課題組利用陰離子和金屬離子模板，將交織分子“磚”嵌合到脂肪族和芳香族片段相互交錯構成的材料中。預交織網格的緩慢沉積在離子模板清除后形成了薄片堆積和薄片簇類型的全有機分子材料，而其中的單鏈型聚合物鏈實依然通過周期性的機械纏繞相互關聯。原子力和掃描電子顯微表征發現，伴隨著脫金屬反應，薄片簇或者單個薄片會相互滑動脫離。研究還發現，這一層狀二維分子編織材料具有長程取向和雙折射性，硬度也是組分中線性聚合物的兩倍，并且可以像宏觀織物一樣進行分層或者撕扯。而當該材料被進一步集成到聚合物支持的薄膜中時，其可以減緩較大離子的通過同時不會讓較小離子停留。2020年12月16日，相關成果以題為“Self-assembly of a layered two-dimensional molecularly woven fabric”的文章在線發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1分子網格[Fe₉1₆]和(BF₄)₁₈的合成和結構表征