UNIST发现26种有望保护环境的新型锆基结构材料
Choi Wonyoung研究团队成功开发新型金属-有机骨架结构
加速高性能多孔材料研发 登上《Nature Synthesis》
通过新材料设计策略，研究人员揭示了26种以锆为基础的金属‑有机骨架结构（Metal-organic framework）。
这一成果有望大幅加速面向环境问题解决的高性能材料开发进程。
UNIST（校长 Park Jongrae）化学系 Choi Wonyoung 教授团队开发出一套设计策略，可更加高效地发掘作为下一代碳中和材料而备受关注的金属‑有机骨架。该策略为快速、便捷地发现以往方法难以找到的新材料打开了通路。
下排左侧起按逆时针方向依次为：研究员 Cho Hyejin（第一作者）、研究员 Kim Jiyeon（第一作者）、教授 Choi Wonyoung、教授 Kim Jihan、研究员 Nam Dongsik（第一作者）。
View original image研究团队提出的“上‑下向结合方法（Up-down approach）”是一种将既有两种方法相结合，以高效发掘新材料结构的策略。自下而上的方法是从小单元开始逐层堆叠并进行设计，自上而下的方法则是先设定目标结构，再寻找与之匹配的材料。
研究团队首先利用被称为“金属簇”的小金属片段，探索可设计的结构。随后再寻找将其连接起来的有机连接体“配体”，从而完成新材料结构的构筑。由此突破了既有新材料开发方式的局限，实现了更精细的结构设计。
金属‑有机骨架是由金属与有机物结合而成的多孔结构，在二氧化碳分离与储存、催化反应等多个领域表现出优异性能。但以往受限于预先定义的组成单元或结构，在广泛探索可合成结构方面存在局限。
研究团队以锆为金属源发现了26种新结构，其中两种已成功实现实际合成。团队还引入了可更精细设计配体结构的“带状表示法”，进一步提高了合成的准确性。
第一作者研究员 Kim Jiyeon 表示：“这一方法是能够快速探索和开发新材料的强有力工具。”共同第一作者研究员 Nam Dongsik 则表示：“这为在催化、气体储存、环境净化等多个领域快速发现创新材料创造了契机。”
Choi Wonyoung 教授表示：“金属‑有机骨架的化学多样性得到大幅拓展，其应用范围也将随之扩大”，“有望为功能性材料研究提出新的转折点。”
本研究在韩国研究财团（National Research Foundation of Korea）和 UNIST 的支持下开展，KAIST Kim Jihan 教授团队共同参与。研究成果已于9月5日发表在《自然》子刊《Nature Synthesis》上。
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