最新Nature: 层状二维分子织物自组装

nanoCJ 4年前 (2020-12-17) 4848浏览

【引言】

金属模板合成是引导分子水平构造（如交织结构）进行组装的有力工具。理论研究认为，将预编织二维金属配位分子网格（molecular grids）嵌合形成交织分子材料是可行的。然而，到目前为止，还未有研究报道实现具有交织配体链的网格材料。

【成果简介】

曼彻斯特大学的David A. Leigh（通讯作者）课题组利用阴离子和金属离子模板，将交织分子“砖”嵌合到脂肪族和芳香族片段相互交错构成的材料中。预交织网格的缓慢沉积在离子模板清除后形成了薄片堆积和薄片簇类型的全有机分子材料，而其中的单链型聚合物链实依然通过周期性的机械缠绕相互关联。原子力和扫描电子显微表征发现，伴随着脱金属反应，薄片簇或者单个薄片会相互滑动脱离。研究还发现，这一层状二维分子编织材料具有长程取向和双折射性，硬度也是组分中线性聚合物的两倍，并且可以像宏观织物一样进行分层或者撕扯。而当该材料被进一步集成到聚合物支持的薄膜中时，其可以减缓较大离子的通过同时不会让较小离子停留。2020年12月16日，相关成果以题为“Self-assembly of a layered two-dimensional molecularly woven fabric”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1分子网格[Fe₉1₆]和(BF₄)₁₈的合成和结构表征