柔性金属-有机框架（MOF）以其巨大的功能多样性和可变的孔隙结构而闻名。动态运动或扰动是高度期望的灵活性之一，这是客体扩散过程的关键。因此，探测该运动，特别是在原子水平上，对于揭示MOF的独特性质和确定其应用至关重要。核磁共振（NMR）和单晶X射线衍射（SCXRD）是表征分子运动的最重要技术，但需要纯样品或大单晶（>5×5×5μm3），这对于MOF合成来说通常是无法实现的。三维电子衍射（3D-ED）的最新发展已经突破了单晶结构分析的极限。从纳米和亚微米大小的晶体和含有多个相的样品中，通过三维电子衍射可以获得精确的原子信息。有鉴于此，瑞典斯德哥尔摩大学的Zhehao Huang、Xiaodong Zou等研究人员，利用三维电子衍射研究金属-有机框架中的分子运动。
本文要点
1）研究人员报告了在MIL-140C和UiO-67中使用3D ED方法对分子运动的研究，这是作为共存于混合物中的纳米级晶体获得的。
2）除了对其框架结构进行从头算测定外，还发现，在室温（298K）和低温（98K）下，通过观察热椭球模型和分析原子各向异性位移参数（ADPs），可以揭示连接分子的运动。
3），尽管同一类型的连接分子在MIL-140C中占据两个对称性独立的位置，但研究人员观察到，与π–π堆叠增强的连接分子相比，孤立连接分子的运动明显更大。
本文研究表明，与SCXRD的精度相当，首次表明3D ED可以成为在原子水平上研究动力学的强大工具，对纳米晶材料和/或相混合物尤其有利。
参考文献：
Laura Samperisi, et al. Probing Molecular Motions in Metal–Organic Frameworks by Three-Dimensional Electron Diffraction. JACS, 2020.
DOI：10.1021/jacs.1c08354
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08354
