UNIST开发出比机器更精细运动的固体材料！
UNIST研究团队Choi Wonyoung与Min Seungkyu开发出可在纳米尺度精确调控的金属有机框架
一种可在纳米尺度上加以控制的新型固体材料已经被开发出来。
预计这一成果将为需要精密机械运动的数字数据存储等特定领域带来新的发展前景。
UNIST（校长 Lee Yonghoon）化学系 Choi Wonyoung 教授团队和 Min Seungkyu 教授团队开发出了一种像机器一样运作的金属‑有机骨架（Metal-Organic Framework，MOF）。研究团队指出，通过在分子层面更换机械部件，可以在纳米尺度上精确调控机械的运动。
在日常生活和各类产业需求的推动下，机械持续发展。通过分子尺度的装置设计，机械运动等特性虽已得到改善，但要控制由固态分子结构构成的“分子机器”，仍然是一个具有挑战性的课题。
研究团队为构筑每个方形积木通过连接件串联而成的机械连杆结构（Mechanical linkage）骨架体，选定了合适的金属节点（Metal Node）和有机配体（Organic Ligand）。所开发的金属‑有机骨架——沸石仿生多孔固体（Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs），可根据其组成成分的特性组装成多种结构。
研究团队通过测量与电磁波和光类似、具有波长特性的X射线衍射现象，确认了所开发的骨架体会像机器一样运动。该骨架体会对温度变化和溶剂分子作出响应，并表现出将旋转运动转化为直线运动的特征。
此外，研究团队还确认，通过更换连接机器的部件，可以控制到纳米尺度的精密运动。由锌金属节点和咪唑有机配体构筑的骨架体，在同类金属‑有机骨架中表现出最优异的弹性和柔韧性。
研究团队分析认为，这种特殊的机械性质源于所制备沸石仿生多孔固体（ZIF）的机械连杆结构。即便使用相同的材料，连接方式不同，骨架体的柔韧性也会随之改变。
这种特性与通过以多种形式组装部件来实现所需运动的机械相似，预计将在纳米新材料开发领域获得多样化应用。
第一作者研究员 Nam Juhan 表示：“通过本次研究，我们发现了在分子层面可控的多孔固体机器设计的新可能性。我们理解了ZIF的运动，并提出了其在纳米尺度机制控制至关重要的多个领域中的潜在应用前景。”
化学系教授 Choi Wonyoung 表示：“在分子尺度上实现类似机械运作的运动，意味着发现了具有独特机械性质的新材料。对多种分子机械部件的探索以及对机械连杆结构运作原理的研究，今后将为数字数据存储等特定应用领域开辟新路径。”
该研究成果被化学领域权威学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》选为“Hot Paper”（重点论文），并于6月14日在线发表。研究由科学技术信息通信部韩国研究财团（National Research Foundation of Korea，NRF）、韩国产业技术企划评价院（Korea Evaluation Institute of Industrial Technology，KEIT）以及蔚山科学技术院（UNIST）资助完成。
参与本研究的有 Choi Wonyoung 教授团队的 Nam Juhan、Jin Eunji、Lee Suchan、Cho Hyejin 研究员，以及 Min Seungkyu 教授团队的 Kim Seokjin 研究员共同参与。
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