چکيده
چكيده
طي دو دهه اخير رشد چشم گيري در شاخه چارچوب¬هاي فلز-آلي ايجاد شده است. چارچوب¬هاي فلز-آلي نوع جديدي از مواد بلورين هستند كه خواص منحصربه¬فردي چون تخلخل بسيار بالا (بيش از 90% حجم خالي) و مساحت سطح دروني بسيار زياد (بيش از 6000 متر مربع بر گرم) از خود نشان مي¬دهند. اين دسته مواد، كه در زيرمجموعه پليمرهاي كوئورديناسيون طبقه بندي مي¬شوند، بلورهاي هيبريدي آلي-معدني هستند كه با اتصال يون¬هاي فلزي كوچك شامل فلز به همراه چند ليگاند آلي مانند كربوكسيلات، تترازولات سولفوكسالات از طريق پيوندهاي كوئوردينانسيون تشكيل مي¬شوند. در واقع، پليمرهاي كوئورديناسيون سه بعدي كه تخلخل¬هاي دائمي دارند و به چارچوب¬هاي فلز-آلي معروف هستند از توجه بيشتري برخوردار هستند، زيرا كه مي¬توان در درون شبكه آنها مولكول¬هاي كاربردهاي مختلف جاي داد. انتخاب يون¬هاي فلزي با واحدهاي ساختاري نوع دوم و يا شبكه هاي آلي نه تنها مي¬تواند باعث تنوع در مكان¬شناسي شود، بلكه منافذ موجود در ديواره ها مي توانند براي كاربردهاي مختلفي برنامه ريزي شوند كه از جمله آن¬ها مي توان به جذب انتخابي گاز، ذخيره سازي هيدروژن، ذخيره سازي و رها سازي دارو و ... اشاره نمود [1].
با توجه به ساختار دوره اي سه بعدي، ساختار متخلخل چارچوب¬هاي فلز-آلي مي¬توانند به طور مستقيم از نظر ساختارهاي بلوري تجسم شود، كه براي رابطه زيرساخت ها و برتري¬ها بسيار مهم است. با اين حال چارچوب ميزبان ممكن است پس از حذف، مهمان را حذف نكند، زيرا پيوندهاي كوئورديناسيون به نسبت ضعيف در مقايسه با پيوند¬هاي كووالانسي در جاذب¬هاي سنتي هستند. بسياري از چارچوب¬هاي فلز-آلي پس از حذف مهمان و در گرما سقوط مي¬كنند، بدين معنا كه در تخلخل بلوري، تنها شبه تخلخل مجازي وجود دارد. بنابراين، چارچوب¬هاي سفت و سخت با پايداري حرارتي بالا، هدف اصلي پژوهش بوده است [2].
در اين مقاله ما بر يك جنبه از ساختار چارچوب¬هاي فلز-آلي تمركز مي¬كنيم كه براي ايجاد ويژگي¬هاي جديد در چارچوب¬هاي فلز-آلي به كار مي رود:
در برخي مواد حلال¬ها فقط به عنوان محيط واكنش استفاده نمي¬شوند، بلكه براي تنظيم مكان شناسي چارچوب مهم هستند. در اصل، در پليمرهاي كوئورديناسيوني ميكرو¬حفره، به علت خاصيت مكشي مولكول هاي حلال به شدت در ميكرو¬حفره¬ها وارد مي¬شوند كه اين حلال¬ها را مولكول¬هاي مهمان مي¬نامند. حلال-هاي مورد استفاده اغلب نقاط جوش پاييني دارند و به راحتي از ميكروحفره¬ها خارج مي¬شوند كه در نتيجه فضاهاي خالي در پليمرهاي كوئورديناسيوني ايجاد مي¬شود. اين مفهوم كه به نام چارچوب¬هاي فلز-آلي و مهمان ناميده مي¬شود. داراي برتري¬هاي مهمي براي استفاده از چارچوب¬هاي فلز-آلي در دستگاه¬هاي الكتروني است. هدف كلي ما ارايه مقدمه¬اي بر مفهوم مهمان و چارچوب¬هاي فلز-آلي و پتانسيل آن براي ايجاد يك دسته جديد از مواد الكتروني مبتني بر چارچوب¬هاي فلز–آلي است [3].
ما تغييرات غير منتظره¬اي در ساختار الكتروني چارچوب¬هاي فلز-آلي مربوط به رفتار تنفسي در مواد MIL-53 مي بينيم. از آن¬جا كه تنفس اين مواد به راحتي توسط محرك¬هاي خارجي مانند دما، فشار، يا جذب مولكول¬ها ايجاد مي شود، خواص اين مواد مي تواند براي كاربردهاي مبتني بر چارچوب¬هاي فلز-آلي جديد در تغيير سوئيچ ، تغيير فاز حافظه و پيزورستور ، سنجش گاز و مواد ترمو كروم مورد استفاده قرار گيرد. ما همچنين نشان مي دهيم كه تحويل برتري¬هاي الكتروني بسياري از فلز-آلي مي تواند از طريق تعامل مهمان و ميزبان چارچوب به دست مي¬آيد [3].
