可折叠多孔纳米固体问世…秘诀在于“折纸”
UNIST Choi Wonyoung 教授团队基于切纸图案开发多孔金属有机骨架材料
可用作智能吸附剂、能源储存与分离等… 发表于 Angew. Chem. Int. Ed.
一种可折叠的多孔纳米固体问世，其折叠方式类似“折纸”艺术中的切纸工艺 Kirigami 图案。
蔚山科学技术院（UNIST）化学系 Choi Wonyoung、Oh Hyunchul 教授团队与德国德累斯顿工业大学、多特蒙德工业大学以及梨花女子大学 Moon Hoilee 教授团队联合，开发出了可折叠的金属有机骨架（Metal Organic Framework，MOF）。
所开发的 MOF 中，金属与有机物通过化学键结合形成直径约 1～2 纳米的分子通道，并在三维空间中相互连通。这种连接结构类似 Kirigami 图案，因此可以沿着横向、纵向等特定方向折叠或展开分子通道。Kirigami 是一种通过裁剪和折叠纸张来构筑复杂三维结构的工艺技术，常见于立体绘本、立体贺卡等。
研究团队选取了适合构筑 Kirigami 图案的金属和有机物进行合成，并通过 X 射线衍射实验等手段分析了所合成 MOF 的内部结构。实验结果表明，利用温度、压力、分子等外部刺激，可以精确调控通过 Kirigami 图案相连的分子通道的尺寸、方向和维度。
研究人员尤其发现，通过折叠与展开分子通道，可以像用于锅炉分配器、上下水管道中的歧管那样，阻断或选择性开启特定方向的流体流动。同时，他们还确定了在歧管中起止回阀作用的分子通道区域。在该 MOF 结构中，金属有机“瓷砖”区域的转动起到了类似扳动止回阀的作用。
联合研究团队表示：“本研究证明了可以在分子尺度上实现受折纸启发的折叠机制，并据此为设计具有自然界中不存在特性的超材料提供了新的方向。”
研究团队补充称：“本次开发的可折叠 MOF 的特性，有望应用于智能吸附剂、能源存储和分离材料等的开发。”
本研究由德国德累斯顿工业大学（TU Dresden） Andreas Schneemann 博士团队、多特蒙德工业大学（TU Dortmund） Sebastian Henke 教授团队共同参与推进，UNIST 研究员 Nam Juhan、梨花女子大学研究员 Lee Hongkyu 参与了研究。
研究结果已于 11 月 21 日在线发表在化学领域权威学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。研究工作得到了科学技术信息通信部下属韩国研究财团（National Research Foundation of Korea，NRF）以及蔚山科学技术院（UNIST）的资助。
版权所有 © 阿视亚经济 (www.asiae.co.kr)。 未经许可不得转载。
