Nat. Chem.:极低温度下MOFs支杆中分子转子的快速运动
芣苢 西瓜 2020-07-07

通常情况下,固体状态不太适合维持快速的分子运动,但是近年来,人们已经成功地在多孔晶体内和表面上设计了各种分子机器,开关和转子。近日,米兰比可卡大学Piero Sozzani,Angiolina Comotti等报道了一个基于锌的金属有机框架(MOFs),该MOF以双环戊烷-二羧酸盐为支柱,锚定在金属簇上的羧酸盐基团充当轴,而双环戊烷可自由旋转。

本文要点:

1该MOF中转子的三重双锥体对称性与其立方晶胞内支柱的四重对称性冲突。这阻碍了稳定构象的形成,使得双环戊烷单元连续,单向,超快速旋转,能量垒为6.2 cal mol-1,即使在非常低的温度(10 Hz低于2 K)下也能持续旋转几圈。

2作者进一步使用锆代替金属锌,发现这会导致该MOF中的金属簇-羧酸盐配位结构变化,并且双环单元的旋转要慢得多。

该工作的报道表明在非常低的温度下存在动态材料的可能,这意味着未来的旋转电动机和转子的常规阵列有望在低热微扰条件下得到性能的提高。

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Jacopo Perego, et al. Fast motion of molecular rotors in metal–organic framework struts at very low temperatures. Nat. Chem., 2020

DOI: 10.1038/s41557-020-0495-3

https://www.nature.com/articles/s41557-020-0495-3

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