具有有趣的導(dǎo)電性和磁性的新型二維金屬有機(jī)骨架

基礎(chǔ)科學(xué)研究所(韓國(guó)IBS)多維碳材料中心(CMCM)的化學(xué)家報(bào)告了一種新型的2-D金屬有機(jī)骨架(MOF)的合成方法，該方法具有令人感興趣的導(dǎo)電性和磁性。該新材料發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上，可能會(huì)促進(jìn)光電子學(xué)，光伏技術(shù)，(光)電催化和能量存儲(chǔ)。

MOF也稱為海綿狀或瑞士奶酪狀材料，由連接有機(jī)配體的金屬離子制成，并具有納米級(jí)孔的特征。IBS研究人員與蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)學(xué)院材料學(xué)院合作，設(shè)計(jì)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(gòu)建基塊。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這種摻雜財(cái)政部與碘改變其導(dǎo)電性和磁性。原始的NiTAA-MOF行為不佳。它實(shí)際上是一種絕緣體，其電導(dǎo)率小于每厘米10-10西門子。但是，當(dāng)它被碘化學(xué)氧化時(shí)，相同的測(cè)量值會(huì)升至0.01西門子/厘米(此數(shù)字越大，導(dǎo)體越好)。該結(jié)果顯示了配體氧化在某些二維MOF的電導(dǎo)率中的至關(guān)重要的作用，從而擴(kuò)展了對(duì)這類MOF的電導(dǎo)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(chǎng)中如何磁化。材料學(xué)院的研究人員進(jìn)行的磁化測(cè)量表明，摻碘的NiTAA-MOF是順磁性的，即它被外部磁場(chǎng)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(dòng)態(tài)核極化-核磁共振(DNP-NMR)中的極化劑，用于材料表征實(shí)驗(yàn)。

還通過詳細(xì)的計(jì)算對(duì)二維MOF結(jié)構(gòu)建模，并通過多種方法進(jìn)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(xiàng)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(duì)二維導(dǎo)電MOF中的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系的基本了解，并可能為開發(fā)新型導(dǎo)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(chǔ)。”