具有有趣的導電性和磁性的新型二維金屬有機骨架

基礎科學研究所(韓國IBS)多維碳材料中心(CMCM)的化學家報告了一種新型的2-D金屬有機骨架(MOF)的合成方法，該方法具有令人感興趣的導電性和磁性。該新材料發(fā)表在《美國化學學會雜志》上，可能會促進光電子學，光伏技術，(光)電催化和能量存儲。

MOF也稱為海綿狀或瑞士奶酪狀材料，由連接有機配體的金屬離子制成，并具有納米級孔的特征。IBS研究人員與蔚山國立科學技術學院材料學院合作，設計并合成了Ni(II)四氮雜[14]環(huán)戊烯連接的MOF(NiTAA-MOF)，其中金屬成分為鎳，四氮雜[14]環(huán)戊烯鎳分子首次用作MOF構建基塊。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這種摻雜財政部與碘改變其導電性和磁性。原始的NiTAA-MOF行為不佳。它實際上是一種絕緣體，其電導率小于每厘米10-10西門子。但是，當它被碘化學氧化時，相同的測量值會升至0.01西門子/厘米(此數(shù)字越大，導體越好)。該結果顯示了配體氧化在某些二維MOF的電導率中的至關重要的作用，從而擴展了對這類MOF的電導率起源的理解。

此外，研究小組還檢查了這種材料在施加的磁場中如何磁化。材料學院的研究人員進行的磁化測量表明，摻碘的NiTAA-MOF是順磁性的，即它被外部磁場弱吸引，并在非常低的溫度下變成反鐵磁性。這意味著它可以用作動態(tài)核極化-核磁共振(DNP-NMR)中的極化劑，用于材料表征實驗。

還通過詳細的計算對二維MOF結構建模，并通過多種方法進行分析，例如X射線衍射，紅外，X射線光電子，漫反射紫外可見光，電子順磁共振和拉曼光譜。

這項研究的通訊作者之一，UNIST教授Ruoff教授說：“我們的工作可有助于對二維導電MOF中的結構-性質關系的基本了解，并可能為開發(fā)新型導電MOF鋪平道路。” 。“此外，合成和摻雜碘的NiTAA-MOF可能適用于過氧化氫酶的模擬，催化和能量存儲。”