近年来,利用精确的有机笼状分子构建的多孔固体材料逐渐兴起,并发展成为一种普适性的功能材料平台。
有机笼分子构筑的固体材料的比表面积可以和金属有机框架材料(MOF)一争高下,近年来成为材料科学的研究热点之一。和网状高分子以及框架结构不一样的是,有机笼分子构筑的固体材料是先合成出这些有机笼分子,然后通过组装得到。
7月26日,利物浦大学Andrew I. Cooper课题组《自然综述·材料》期刊撰文“Porous organic cages: soluble, modular and molecular pores”,总结了多孔有机分子笼的设计、合成和独特性能(Nature Reviews Materials, 2016, DOI: 10.1038/natrevmats.2016.23),强调了材料的溶解性、同质多晶(polymorphism)以及模块化共结晶等特点。
该文章系统总结了该领域发展过程,深入阐述了这些有机笼分子以及合成路线的设计思路,同质多晶与结晶度,模块化共结晶等特点,并探讨了计算方面的设计,利用多孔笼实现分子分离,开发笼的溶解度,最后展望了未来发展趋势。
图1. 多孔有机笼的发展历史,来源:Nature Reviews Materials
图2. 控制固体多孔笼的分子堆叠,来源:Nature Reviews Materials
(摘编自:纳米人公众号)