杂化材料：由柔性聚合物和金属离子制备的令人惊奇的3-D多孔结晶。

 

将无定型聚合物链段（左，叠加在扫描电镜上的图片）与锌离子反应，合成一种多孔结晶金属有机骨架化合物（中间）。MOF能用酸降解成起初的组成成分（右）。（来源：Stephen Miller/佛罗里达大学）

最新的一项研究，一反人们对常规化合物的认识，显示有机聚合物可用于制作结晶骨架化合物。这项发现将会导致一大类全新的多孔材料的出现，可应用于气体分离和储存、催化、药物传递等应用领域（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201502733）

金属有机骨架化合物（MOF）这一新兴领域，在选择MOF的合成所用配体的选择标准的简化方面，有些跟不上这一领域的快速发展。将金属离子或基团与分子链较短但刚度较大的有机连接剂混合，研究人员合成出了几千种高表面积的MOF以及相关结晶化合物。将这个合成过程中的有机连接剂用分子链更长、更软的聚合物代替，有可能得到无定型粒状材料——正是化学家所想。

佛罗里达大学的Stephen A. Miller，加州大学圣迭戈分校的Seth M. Cohen，以及他们的同事已经通过将锌离子与不同的含芳香二元羧酸骨架的聚醚反应，合成出了有序排列的晶体。这种被称为聚合MOF的产品主要是球形的，直径从1到10微米不等。

这项研究不仅震动了传统MOF思路，而且显示，一种无定型、柔软、线性无孔的聚合物可以转化成三维、多孔、结晶骨架这一不可想象的现象。

研究人员通过用酸降解MOF，还原出最初的合成原材料，并进行了其他测试，证实MOF中的连接剂就是起初添加的聚合物，而不是低分子量碎片。研究团队同时展示，聚合MOF的无定型状态可以通过改变聚合物的类型和反应温度来控制。现在，研究小组开始研究聚合MOF的应用，包括小分子以及气体的分离。

阿克伦大学的聚合物专家Kevin Cavicchi说，聚合物配体赋予聚合MOF很多很理想的性能，包括疏水性和孔隙稳定性。Cavicchi说，这一结果是与柔性聚合物直接进行凝聚反应得到的，从一个聚合物的角度看，这是很惊人的。他说，聚合物配体的化学和链段结构可以被当做新变量，拓展MOF的可审计空间，得到可控的性能。

新材料在线编译整理——翻译：田云    校正：摩天轮