MOF液體設(shè)計(jì)制造的混合玻璃

【中玻網(wǎng)】歐洲、中國(guó)和日本的研究人員使用新型金屬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系骨架（MOFs）開(kāi)發(fā)出了大批量制造混合玻璃的新方法。新的制造技術(shù)可以在MOFs熔融之前通過(guò)交換不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物和控制材料進(jìn)出生產(chǎn)出“化學(xué)設(shè)計(jì)”的玻璃。

　　來(lái)自歐洲、中國(guó)和日本的研究人員使用新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系金屬骨架（MOFs）研究出了制造混合玻璃的新方法。
　　
　　該研究小組在《自然通訊》雜志上發(fā)表了一篇題為“采用高度度脆性大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系金屬骨架液制造混合玻璃”的論文。
　　
　　這種“設(shè)計(jì)玻璃”可應(yīng)用于碳的大規(guī)模獲取和存儲(chǔ)以及高等光子學(xué)應(yīng)用。
　　
　　MOFs呈海綿狀，是一種具有籠狀結(jié)構(gòu)的多孔材料。這種結(jié)構(gòu)由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系鍵連接在一起的金屬離子所構(gòu)成。該材料的多孔性質(zhì)能使其吸附和存儲(chǔ)特定的目標(biāo)分子。這有望用于分離有毒氣體，儲(chǔ)存氫氣和獲取碳�；诟鞣N材料的化學(xué)特性和尺寸，MOFs可以像篩子一樣將它們分離。
　　
　　然而，工業(yè)上大規(guī)模使用MOF粉末生產(chǎn)薄膜，襯板和纖維結(jié)構(gòu)的過(guò)程中面臨著顯著的障礙。這是因?yàn)镸OFs材料的機(jī)械性能和熱性能不如金屬或陶瓷等其它材料，所以在剛開(kāi)始熔鑄或燒結(jié)MOFs材料時(shí)，它的結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞。
　　
　　在這項(xiàng)研究中，該小組發(fā)現(xiàn)，在氬氣中加熱精心篩選的MOF分解溫度得以提高。提高分解溫度后能在防止其粉末破碎的同時(shí)又恰好使其熔化。熔化的材料可以經(jīng)澆鑄，再結(jié)晶成型成所需的用于分離和存儲(chǔ)氣體的固體結(jié)構(gòu)。
　　
　　劍橋大學(xué)材料科學(xué)與冶金系的托馬斯·班尼特博士說(shuō)：“如果采用金屬熔鑄或者陶瓷燒結(jié)過(guò)程中的傳統(tǒng)方法來(lái)處理MOFs，由于該材料的熱降解，在較低溫度下就會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞。通過(guò)探索熔化，再結(jié)晶和熱分解之間的界限，我們現(xiàn)在能夠制造出各種形狀和結(jié)構(gòu)的MOFs并使其用于更多工業(yè)方面，這在以前是不可能的。”
　　
　　研究人員補(bǔ)充說(shuō)，通過(guò)迅速冷卻液體制備得到的玻璃是一類(lèi)新材料。在MOFs熔化和冷卻之前，將特定元素加入其中可獲得具有所需化學(xué)官能團(tuán)的較終材料。
　　
　　奧爾堡大學(xué)的岳遠(yuǎn)征教授補(bǔ)充說(shuō)：“研究的第二方面關(guān)乎玻璃本身，它似乎與現(xiàn)有的玻璃類(lèi)型截然不同。玻璃中包含有高度可互換的金屬和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系成分，這是較不尋常的，因?yàn)橥ǔＧ闆r下它們要么完全是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的，例如太陽(yáng)能電池中的導(dǎo)電聚合物；要么是完全無(wú)機(jī)的，如氧化物或金屬玻璃。了解混合玻璃的形成機(jī)制也將大大促進(jìn)我們對(duì)一般玻璃形成知識(shí)的了解。”
　　
　　該研究小組在英國(guó)使用鉆石光源同步加速器在原子水平上研究了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系金屬框架。
　　
　　Diamond的物理科學(xué)部主任特雷弗·雷蒙教授評(píng)論說(shuō)：“這項(xiàng)利用同步輻射完成的研究是個(gè)令人興奮的例子，它加深了我們對(duì)玻璃性能的基本認(rèn)識(shí)，也讓我們看到了新材料實(shí)際應(yīng)用的誘人前景。這項(xiàng)工作對(duì)高等科學(xué)和通俗知識(shí)都有深遠(yuǎn)的影響。”
　　
　　新的大批量制造技術(shù)可以在MOFs熔融之前通過(guò)交換不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物和控制材料進(jìn)出生產(chǎn)這種混合玻璃。