日本京都大学研发出柔性微孔气凝胶,利用范德华力实现可塑形
2026-04-02 09:48
来源:京都大学
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多孔材料在气体储存、分离、催化和环境净化等领域应用广泛,其功能依赖于纳米级孔隙对分子的选择性捕获或传输。传统多孔材料,如金属有机框架,通常基于强化学键形成刚性三维网络,导致机械性能脆、加工难度大。

京都大学综合细胞材料科学研究所(WPI-iCeMS)的古川修平教授团队开发了一种新型微孔气凝胶,通过弱范德华相互作用将金属有机多面体(MOPs)组装成层次有序的一维多孔纤维。这项研究发表在《美国化学会杂志》上。

与传统多孔框架不同,新纤维依靠MOP分子间的可逆范德华力结合,使组装体能在低能量输入下可逆结合和解离,表现出触变性。这一特性让材料易于模具塑形,提升了加工性。

机械测试显示,由缠结纤维组成的气凝胶能承受大压缩变形而不断裂,其纤维状结构有效耗散应力。这种柔性微孔气凝胶保持了MOP分子的本征孔隙,与传统微孔晶体形成对比。

“我们的设计表明,构建微孔材料不再需要刚性三维网络支撑的高结晶度,”古川修平教授说。“通过控制分子构建块如何相互连接,我们可以创造出既柔性又高度可加工的多孔材料。”

这一概念可扩展到多种分子构建块,为开发高性能、工业适用的柔性微孔材料提供了新途径。

出版详情:作者:Kyoto University;标题:《New microporous aerogel uses van der Waals forces for flexible, moldable shaping》;发表于:《Journal of the American Chemical Society》(2026)。

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