合成，英語：Synthesis，通常表現為通過物理或化學方法操縱的一步或多部、可靠、可被重複應用的過程，由德國化學家阿道夫·威廉·赫爾曼·科爾貝首次提出。
合成已經發展成為一個十分重要的領域，也是製藥、生化、材料等產業重要的基礎。合成材料廣泛應用於我們的生活領域中。
通過合成人造分子，人造分子有一天可能構成一種新型計算機的信息單元，或者成為可編程物質的基礎。信息將以單個原子的空間排列方式進行編碼，類似於鹼基對序列如何確定DNA的信息內容，或者「0」序列和「1」序列形成計算機的內存。
最近，加州大學伯克利分校和波鴻魯爾大學的研究人員朝著這一願景邁出了一步。他們表明，原子探針層析成像可用於讀取多元金屬有機框架中金屬離子的複雜空間排列。該最新研究結果論文發表在昨天的《科學》雜誌上。
論文第一作者、中國學者Zhe Ji，為加州大學伯克利分校博士研究人員；論文第二作者、李彤（Tong Li），她2005年畢業於北京航空航天大學，2007年與2011年獲得牛津大學碩士與博士，現為德國波鴻魯爾大學教授，原子探針層析成像專家。
原子探針層析成像（atom probe tomography，縮寫APT），是一種成像技術，能夠對固體材料的元素組成進行三維的原子尺度上的分析，是一項強大的表徵手段。
金屬有機框架材料，或稱金屬有機骨架材料（英語：Metal Organic Frameworks，縮寫：MOF）是新材料在金屬有機材料（MOM）中的一個重要分類，是新無機有機材料中研究最熱門的一個領域，因為它們將兩門經常被分開的化學學科無機化學和有機化學結合了起來。這種由有機配體配位的金屬原子或原子簇構成一維、二維或三維的結構，可用於氣體吸附、氣體儲存、氣體分離、催化劑等領域。
金屬有機框架是由有機單元連結在一起以形成明確定義的結構的多金屬節點的晶體多孔網絡。要使用一系列金屬對信息進行編碼，必須首先能夠讀取金屬排列。但是，閱讀這樣的排列非常具有挑戰性。近來，由於這種多元結構將能夠提供的廣泛信息，人們越來越對表徵金屬序列感興趣。
根本上，沒有方法可以讀取金屬有機框架中的金屬序列。在當前的研究中，研究團隊已經通過使用原子探針層析成像成功地做到了這一點。如圖所示使用不同的金屬原子（彩球）對多元金屬有機框架杆進行編程，以執行一系列化學任務，例如控制藥物釋放，或在數字計算機中對信息進行編碼，例如「 1」和「 0」。
就像生物學一樣複雜
將來，金屬有機框架可以構成可編程化學分子的基礎：例如，可以對金屬有機框架進行編程，以將活性藥物成分引入體內以靶向感染細胞，然後在不再存在時將其分解為無害物質需要。或者可以將金屬有機框架編程為在不同時間釋放不同的藥物。
它們還可以用於捕獲二氧化碳，同時將二氧化碳轉化為化學工業的有用原料。
研究人員：「從長遠來看，具有程序化的原子序列的這種結構可以完全改變我們對材料合成的思考方式。」 「合成世界可能達到以前只是為生物學所保留的精確度和複雜性的全新水平。」
參考：Sequencing of metals in multivariate metal-organic frameworks, Science (2020). science.sciencemag.org/content/369/6504/674