多孔分子的设计

多孔分子在包括分离化学品和催化反应在内的广泛应用中都很有用,由于发表在《科学》杂志上的一种新方法,可以按需设计多孔分子。
6月19日
通过本Valsler

多孔分子在分离化学物质和催化反应等广泛应用中都很有用,由于发表在该杂志上的一种新方法,多孔分子可以按需设计自然这个星期。

分子筛和金属有机框架(MOFs)等具有明确孔隙度和明确活性的分子在许多化学过程中发挥着重要作用。由于它们能够在表面吸附大量气体,因此被吹捧为一种安全的储氢解决方案,它们在水净化和分子陷阱中也很有用。但它们的生产通常在孔隙之间相当随机地分配功能,从而限制了它们的使用。

沸石ZSM-5的微孔分子结构利物浦大学的安德鲁·库珀教授与伦敦大学学院和剑桥大学的团队合作,开发了一种以原子精度模拟纳米多孔分子框架的方法,然后用模块化组件生产它们。

库珀和他的同事使用了一种“锁与钥匙”的组装技术,将多孔有机笼分子混合在一起,让它们自我组装。他们可以准确地模拟和预测这些分子模块将如何混合,这意味着可以通过计算机设计特定的功能。

这种技术的优点之一是分子是可溶的。这意味着一旦组成孔模块被合成,研究人员只需要将这些模块混合在溶液中,让它们自组装,然后去除溶剂。

研究人员已经对他们的方法进行了测试,并制作了四个定制的分子笼,并通过实验证实了它们的结构。他们说:

为……打开了道路在网上仅基于二维化学草图预测新的候选多孔材料的结构和性能,从而允许'通过计算选择设计'。”

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