我國核能化學團隊在柔性配合物晶體材料領域取得重要進展

2021-01-10 全國能源信息平臺

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據中科院高能所6月2日報導，該所多學科中心石偉群課題組在功能錒系配合物柔性晶體研究領域取得重要進展，相關研究成果以「Molecular spring-like triple-helix coordination polymers as dual stress and thermally responsive crystalline metal-organic materials」為題發表在國際化學期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。

新型功能材料的製備與應用在人類現代化進程中一直發揮著關鍵作用，在材料科學研究中，晶態材料是眾多固態材料的主體，其主要特徵是結構高度有序且穩定，並可以通過材料功能導向設計來獲得相應的特殊性質，功能晶態材料可用於製備適用於不同領域的高科技功能器件。

一般而言，晶態材料因其結構的高度有序性會表現出較高的機械強度，但往往也面臨脆性和韌性不足的缺點，這一特性在在高分子材料中表現得尤為明顯。石偉群團隊利用半剛性有機分子設計合成了一種具有多重刺激響應性能的錒系柔性金屬有機材料（MOM）晶體。這類MOM晶體化合物以分子彈簧型的三螺旋鏈作為結構單元，顯示了良好的宏觀柔韌性，可以在施加外力或加熱升溫的條件下分別發生相應的力致彈性形變和熱致跳躍響應。

該研究為未來新型多功能柔性MOM的設計合成與應用提供了重要思路和參考。更為重要的是，這一力-熱雙機械響應的三螺旋配位聚合物成功結合了晶態材料的結構高度有序性和宏觀可塑性，代表了一類全新的多功能柔性MOM晶體，它將極大拓展MOM類功能化合物在柔性材料和器件領域的應用。未來還可以通過分子設計和修飾實現此類柔性晶體材料更高階的多重刺激響應能力，如溫度、光、酸度、客體等。

此項目得到了國家傑出青年基金項目、國家自然科學基金與中科院青年創新促進會的資助支持。

論文信息：Lei Mei, Shu-wen An, Kong-qiu Hu, Lin Wang, Ji-pan Yu, Zhi-wei Huang, Xiang-he Kong, Chuan-qin Xia, Zhi-fang Chai, Wei-qun Shi*. Molecular spring-like triple-helix coordination polymers as dual stress and thermally responsive crystalline metal-organic materials. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202003808

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