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近日，中科院高能所多學(xué)科中心石偉群課題組在功能錒系配合物柔性晶體研究領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)研究成果以“Molecular spring-like triple-helix coordination polymers as dual stress and thermally responsive crystalline metal-organic materials”為題發(fā)表在國際化學(xué)期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。
新型功能材料的制備與應(yīng)用在人類現(xiàn)代化進程中一直發(fā)揮著關(guān)鍵作用，在材料科學(xué)研究中，晶態(tài)材料是眾多固態(tài)材料的主體，其主要特征是結(jié)構(gòu)高度有序且穩(wěn)定，并可以通過材料功能導(dǎo)向設(shè)計來獲得相應(yīng)的特殊性質(zhì)，功能晶態(tài)材料可用于制備適用于不同領(lǐng)域的高科技功能器件。
一般而言，晶態(tài)材料因其結(jié)構(gòu)的高度有序性會表現(xiàn)出較高的機械強度，但往往也面臨脆性和韌性不足的缺點，這一特性在在高分子材料中表現(xiàn)得尤為明顯。石偉群團隊利用半剛性有機分子設(shè)計合成了一種具有多重刺激響應(yīng)性能的錒系柔性金屬有機材料（MOM）晶體。這類MOM晶體化合物以分子彈簧型的三螺旋鏈作為結(jié)構(gòu)單元，顯示了良好的宏觀柔韌性，可以在施加外力或加熱升溫的條件下分別發(fā)生相應(yīng)的力致彈性形變和熱致跳躍響應(yīng)。
該研究為未來新型多功能柔性MOM的設(shè)計合成與應(yīng)用提供了重要思路和參考。更為重要的是，這一力-熱雙機械響應(yīng)的三螺旋配位聚合物成功結(jié)合了晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)高度有序性和宏觀可塑性，代表了一類全新的多功能柔性MOM晶體，它將極大拓展MOM類功能化合物在柔性材料和器件領(lǐng)域的應(yīng)用。未來還可以通過分子設(shè)計和修飾實現(xiàn)此類柔性晶體材料更高階的多重刺激響應(yīng)能力，如溫度、光、酸度、客體等。
此項目得到了國家杰出青年基金項目、國家自然科學(xué)基金與中科院青年創(chuàng)新促進會的資助支持。
論文信息：Lei Mei, Shu-wen An, Kong-qiu Hu, Lin Wang, Ji-pan Yu, Zhi-wei Huang, Xiang-he Kong, Chuan-qin Xia, Zhi-fang Chai, Wei-qun Shi*. Molecular spring-like triple-helix coordination polymers as dual stress and thermally responsive crystalline metal-organic materials. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202003808
核能化學(xué)團隊在柔性配合物晶體材料領(lǐng)域取得重要進展
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