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據(jù)悉，京都大學(xué)的研究人員克服種種挑戰(zhàn)，開發(fā)出一種新方法來制備軟質(zhì)多孔材料。柔軟，多孔的凝膠狀材料具有微小的空腔以及穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，廣泛的應(yīng)用在建筑絕緣，儲(chǔ)能設(shè)備，航空航天技術(shù)等領(lǐng)域，甚至環(huán)境清潔都可以通過采用輕質(zhì)和柔性材料而受益。

稱為金屬有機(jī)多面體（MOPs）的分子組裝由于其有趣的形狀和多孔性而成為這些材料的主要競(jìng)爭(zhēng)者。但是，用具有固有和可控孔隙度的材料制造凝膠仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

京都大學(xué)集成細(xì)胞材料科學(xué)研究所(iCeMS)的Shuhei Furukawa和他的同事發(fā)現(xiàn)了一種方法，通過使用有機(jī)連接劑自組裝來控制多孔凝膠的合成。

立方八面體形狀的MOP，由與強(qiáng)羧酸鹽鍵連接的銠原子組成，這使其具有高度的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。將MOP置于具有有機(jī)“接頭”分子的液體溶劑中以觸發(fā)自組裝過程。研究小組發(fā)現(xiàn)，逐漸在溶液中加入連接劑并改變?nèi)芤旱臏囟仁顾鼈兡軌蚩刂菩纬傻那蛐晤w粒的形成和大小。

研究人員發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)條件的細(xì)微變化極大地影響了反應(yīng)的結(jié)果。當(dāng)團(tuán)隊(duì)在80℃下向銠MOP溶液中加入大量連接分子，然后迅速冷卻至室溫時(shí)，會(huì)形成凝膠。隨后該團(tuán)隊(duì)用超臨界二氧化碳處理凝膠，氣體取代了凝膠的液體成分，導(dǎo)致形成超輕的“氣凝膠”。

“我們?cè)O(shè)想，通過探討分子尺度幾何形狀與由此產(chǎn)生的宏觀形狀之間的關(guān)系，可以在軟材料的開發(fā)方面取得真正的進(jìn)步，這種材料既具有永久多孔性又適合材料加工。”研究人員在他們的研究結(jié)果，發(fā)表在Nature Communications雜志上，題為《金屬有機(jī)多面體自組裝成內(nèi)在微孔的超分子聚合物》。他們說，他們的發(fā)現(xiàn)對(duì)制造出具有永久孔隙的柔軟，柔韌的材料具有一定的推動(dòng)作用。