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論文題為《超快單晶—單晶轉變：從金屬有機框架化合物到二維氫氧化物》（“Ultrafast Single-Crystal-to-Single-Crystal Transformation from MOF to 2D Hydroxide”）。武漢大學為第一署名單位，付磊、曾夢琪為通訊作者，化學與分子科學學院博士生王文婕、碩士生王耀為共同第一作者。研究工作獲得了國家自然科學基金委、中德科學中心、湖北省科技廳和國家博士后創(chuàng)新人才支持計劃的資助。

在晶體結晶度沒有明顯損失情況下發(fā)生的結構轉變被稱為單晶—單晶轉變。單晶—單晶轉變在晶體工程領域具有重要的研究價值，它被廣泛地應用于研究材料的構效關系和制備新材料。當結構發(fā)生變化時，可以通過化學鍵旋轉、拉伸等來抵消晶格應變從而保持原有的結晶度。然而，當涉及配位鍵斷裂和母體框架的劇烈變化時，很難避免結晶度的損失。因此，截止到目前，結構劇烈變化的單晶—單晶轉變還沒有被報道。

課題組利用液態(tài)金屬鎵（Ga）和母體晶體之間的相互作用，實現(xiàn)了從三維金屬有機框架化合物到二維層狀雙金屬氫氧化物之間速度超快、結構大幅變化的單晶—單晶轉變，整個過程僅需10秒。轉變后的子體單晶繼承了母體單晶的有序的金屬原子排列，這意味著可以通過調控母體單晶中金屬組成來設計合成含有多種金屬元素的氫氧化物。此外通過單晶—單晶轉變制備得到的二維層狀雙金屬氫氧化物同時具有超薄和高結晶性的優(yōu)勢，使其光催化二氧化碳還原的活性得到明顯提升。這種獨特的單晶轉變引發(fā)了對晶體轉變機制的思考，極大地拓展了單晶—單晶轉變領域的研究范圍，同時也為制備高結晶性的二維材料提供了新思路。

在此研究工作中，付磊曾夢琪團隊與多個研究機構進行了合作：上海同步輻射光源文聞研究員基于同步輻射掠入射X射線衍射實時監(jiān)測了單晶—單晶轉變過程，上海交通大學劉攀教授和波蘭技術發(fā)展中心的M. H.Rümmeli教授和A.Bachmatiuk教授提供了樣品精細結構表征支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202106400