作者:俄勒冈大学Laurel Hamers
学分:俄勒冈大学
在UO化学家卡尔·布罗泽克的实验室里，一种新的微小粒子是一件大事
他和他的团队已经将一种叫做金属有机框架(MOF)的多孔材料制成了纳米晶体——这种形式在实验室之外更容易使用
像这样的纳米粒子有着广泛的潜在应用，从储存电荷的表面涂层，到从空气或水中去除污染物的过滤器
布罗泽克说，这些纳米晶体是迄今为止制造的最小和最稳定的金属氧化物燃料电池
它们有一系列有趣的特性——值得注意的是，它们可以导电，并且根据粒子的确切大小，它们的行为有所不同
“这真的感觉就像我们已经破解了一些新的东西，”布罗泽克说
他和他的团队在研究生Checkers Marshall的带领下，在11月24日发布在研究网站ChemRxiv上的预印本中报告了他们的进展
MOFs是一种海绵状材料，由铁或锌等金属离子与碳基小分子连接而成
就像一块多孔的瑞士奶酪，MOF有口袋和裂缝，使它们有极高的表面积
这使得它们在涉及捕捉特定分子的应用中非常有用，比如大气中的二氧化碳或饮用水中的铅，因为这些目标分子有很大的空间可以停留
将它们制成纳米尺寸对于扩大规模和工业应用来说特别实用，因为微小的颗粒可以悬浮在溶液中，然后像油漆一样均匀地涂在表面上
但是布罗泽克说，将多金属硫化物制成纳米颗粒一直是一个持续的挑战
所以他的实验室想出了一个解决办法
“随着财政部试图增长，我们欺骗了它，”他说
MOFs通过一系列化学反应形成，这些反应将金属离子与连接分子连接起来
布罗泽克的团队添加了第三种成分:模拟接头的分子，但这种分子只能在一端与某物结合
就像拼图上的边缘碎片，它们对不断增长的财政部来说就像是死胡同，确保它保持小规模
布罗泽克说:“我们的论文真正令人兴奋的事情之一是，我们不仅将这种特殊的MOF制成了纳米晶体，它还是有史以来最小的MOF之一。”
这些由铁三唑盐制成的纳米粒子适应性很强:它们在不同的尺寸甚至不同的温度下表现不同
布罗泽克说，这开启了一系列可能性——科学家可以通过调整纳米粒子的大小或环境的温度来“调整”材料，使其以某种方式运行
他们可以用类似的方法设计其他金属离子和连接分子不同组合的MOF纳米晶体
“这项工作现在非常重要，”马歇尔说
“我认为最重要的是我们能够合成这些纳米粒子，它们表现出以前没有观察到的尺寸依赖性
这两项发展将有助于调整我们在现有设备中应用多器官功能衰竭的方式，并在未来的技术中利用它们的尺寸依赖性
" 布罗泽克和他的团队已经在探索潜在的应用，包括铁三唑盐纳米粒子和其他变体
布罗泽克说:“既然我们可以用这些材料制作薄膜，我们就有可能制作出在现实世界中有用的薄膜。”
例如，包覆在表面的MOF纳米粒子可以吸附二氧化碳分子，否则这些分子会释放到大气中
或者这些颗粒可以被设计成附着在水中的污染物上
“这只是一个财政部，”布罗泽克说
“探索这个全新的科学领域需要大量的实验室
"
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