复旦李晓民教授课题组Nature子刊：结晶MOF上无定形介孔亚单元的特定位置处各向异性组装

第一作者：柳敏超

通讯作者：李晓民 教授

通讯单位：复旦大学

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背景介绍

background

作为具有多种表面和功能的各向异性纳米复合材料（ANHs）的一个重要分支，多孔ANHs（p-ANHs）因其具有高比表面积、可调控的孔隙结构和可控的框架组成等独特的特性而引起了广泛的关注。然而，由于晶体和非晶体多孔纳米材料之间存在较大的表面化学和晶格失配，非晶体亚单位在晶体宿主上的定点各向异性组装具有挑战性。

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本文要点

Highlights

本文报告了一种选择性的占领策略，以实现非晶质介孔亚基在结晶金属有机框架（MOF）上的位点特异性生长。无定形聚多巴胺（mPDA）构件可以在结晶ZIF-8的{100}（1型）或{110}（2型）面上可控地生长，形成二元超结构的p-ANHs。基于1型和2型纳米结构上三级MOF构件的二次外延生长，合理地合成了具有可控成分和结构的三元p-ANHs（3型和4型）。这些复杂的、前所未有的超结构为构建具有多种功能的纳米复合材料，为理解结构-性能-功能关系提供了一个良好的平台。

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图文介绍

Picture

A 合成过程的示意图。B, C 不同放大率的SEM图像，D HAADF-STEM图像和E 1型p-ANHs的EDX元素图谱。F 沿[100]、[110]和[111]区轴取自单个纳米粒子的TEM图像、相应模型和SAED图案。G 原始ZIF-8主机和1型p-ANHs的氮气吸附等温线（插图：1型p-ANHs的孔隙大小分布）。比例尺。B为500纳米，C为100纳米，D为200纳米，E为200纳米，F为100纳米。

A 在TRD ZIF-8的{110}面上选择性地生长mPDA纳米片的示意图。B SEM和C HAADF-STEM的2型p-ANHs图像。D 从不同角度拍摄的单个颗粒的TEM图像，以及从整个纳米颗粒沿[010]区轴线拍摄的相应SAED图案。E 2型p-ANHs的EDX元素图谱。F mPDA的空心立方体骨架的HAADF-STEM图像。比例尺。B为500 nm，C为500 nm，D为100 nm，E为200 nm，F为200 nm。

A 基于结晶ZIF-67的外延生长形成的3型和4型三元p-ANHs的示意图。B, C 3型p-ANHs的SEM图像和EDS线扫描图。D, E 4型p-AHN的SEM图像和EDS线扫描剖面。F 菱形十二面体3型p-ANHs的HAADF-STEM图像和相应的结构模型与mPDA纳米板的镶嵌。G 菱形十二面体4型p-ANHs与mPDA立方体骨架镶嵌的HAADF-STEM图像和相应的结构模型。比例尺：B-E为200 nm，F和G为500 nm。

A ZIF-8的{100}和{110}面的Zn2+的配位环境示意图。B 密度泛函理论（DFT）对多巴胺低聚物（DHI-二聚体）和TMP掩蔽分子在ZIF-8的{100}和{110}面的结合能的模拟结果。

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本文信息

Information

Liu, M., Shang, C., Zhao, T. et al. Site-specific anisotropic assembly of amorphous mesoporous subunits on crystalline metal–organic framework. Nat Commun 14, 1211 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36832-2

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导师介绍

Tutor

  李晓民 教授，博士生导师   

复旦大学化学系教授，2014年12月博士毕业于复旦大学，师从赵东元院士，随后在复旦大学和澳大利亚Griffith University分别从事博士后和访问学者研究。主要从事多孔纳米复合材料设计合成及其纳米-生物交互作用研究，尤其是在非对称结构纳米复合材料可控制备及生物应用方面。已发表 SCI论文100余篇，其中包括第一或通讯作者论文J. Am. Chem. Soc. (6)、Angew. Chem. Int. Ed. (4)、Nat. Commun.（5）、Nat. Rev. Mater.、Sci. Adv.、Chem、Adv. Mater.、Nano Lett.（2）等，论文总被引8000余次。曾获中美纳米医药与纳米技术学会Rising Star Award，英国皇家化学会材料化学杂志Emerging Investigators，入选教育部青年长江学者、上海市青年拔尖人才、上海市青年科技启明星等。目前担任Frontiers in Chemistry杂志副主编。

课题组网页：

https://www.x-mol.com/groups/fudanlixiaomin

转自：“我要做科研”微信公众号

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