JACS：多孔共价有机骨架薄膜的自组装驱动纳米力学行为

先知报道

2021-01-11

纳米力学是从分子水平解释多孔固体宏观力学性质的重要工具。然而，在多孔共价有机框架（COFs）中，建立这样一种相关关系已被证明是一个巨大的挑战。多孔基质中的结构缺陷或填充缺陷、对晶体组装的不理解以及表面粗糙度是导致这一困难的关键因素。有鉴于此，印度科学教育与研究学院的Rahul Banerjee等研究人员，研究了多孔共价有机骨架薄膜的自组装驱动纳米力学行为。

本文要点

1）研究人员通过控制相同结构单元的内部排序和自组装来制备两种不同类型的COF薄膜。

2）缺陷密度和超分子相互作用的性质在决定相应薄膜的应力-应变行为方面起着重要作用。

3）由纳米纤维（～1～2μm）组装而成的薄膜在较小的外力作用下（Tp－Azofiber薄膜：E≈1.46GPa；H≈23MPa）由于小的内部应力发生了较大的变形。

4）由于强共价相互作用和较高的结晶度，用纳米球（～600nm）穿透的薄膜表现出更刚和更硬的机械响应（Tp-Azosphere薄膜：E≈15.3GPa；H≈66MPa）。

5）这些多孔COF膜进一步显示出显著的弹性恢复（～80%），非常适合抗冲击材料的应用。

参考文献：

Kaushik Dey, et al. Self-Assembly-Driven Nanomechanics in Porous Covalent Organic Framework Thin Films. JACS, 2020.

DOI：10.1021/jacs.0c11122

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c11122