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科普|为化学创造“新空间”的金属有机框架——2025年诺贝尔化学奖成果解读
Xin Hua She· 2025-10-08 15:58
新华社斯德哥尔摩10月8日电 科普|为化学创造"新空间"的金属有机框架——2025年诺贝尔化学奖成 果解读 新华社记者朱昊晨 郭爽 张兆卿 金属有机框架是什么 金属有机框架是一种精巧的"分子建筑"。它由金属离子充当"角点",通过长链有机碳基分子作为"梁 柱"相互连接,构成规则整齐的三维晶体结构。框架内部布满宽敞的空腔,气体或液体分子可以在其中 自由进出。这种结构可用于从沙漠空气中提取水分、捕获二氧化碳、储存有毒气体或催化化学反应等。 有的金属有机框架材料具备极强的吸附与储存能力,可容纳大量气体分子,如氢气、甲烷或二氧化碳, 因此在清洁能源储运和碳捕获等领域表现突出。此外,这类材料在吸附或释放气体时会发生可逆形变, 表现出柔性特征,能伸缩而不破坏既有框架。 这种由金属离子与有机分子相互连接形成的结构,既有稳固框架,又具备设计灵活性。科学家可以选择 不同的金属离子和有机分子,像建筑师那样"定制"材料的性质,搭建出具有不同性能的金属有机框架。 金属有机框架的出现改变了传统化学的研究思路。它不仅意味着一类新材料的诞生,更代表了一种方法 论的突破——化学家可以在分子层面主动"规划空间",用理性设计取代以往依赖偶然发现的 ...