科技日報(bào)廣州1月12日電（記者 葉青）世界首個(gè)有序大孔-微孔MOF單晶材料在我國誕生。1月12日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Science》雜志在線發(fā)表了華南理工大學(xué)此研究成果。論文第一作者為華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院沈葵副研究員，該?；瘜W(xué)與化工學(xué)院李映偉教授與美國德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校陳邦林教授為論文的共同通訊作者。這也是華南理工大學(xué)首次在《Science》主刊上以第一單位發(fā)表論文。

多孔材料是一種由相互貫通或封閉的孔洞構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料，孔洞的邊界或表面由支柱或平板構(gòu)成，其在自然界中普遍存在木材、軟木、海綿和珊瑚等。金屬有機(jī)骨架（簡稱MOFs）是一類新型的多孔材料，因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在氣體吸附等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。盡管MOFs材料種類眾多，但已報(bào)道的絕大部分MOFs材料的孔徑或窗口直徑卻集中在微孔范圍內(nèi)（小于2 納米），極大限制了其在有大尺寸化合物參與的許多應(yīng)用。

近年來，科學(xué)家們研發(fā)出了一些有效的合成策略，成功制備出介孔或大孔MOFs材料，但多為無序結(jié)構(gòu)，或因其多晶結(jié)構(gòu)而易于坍塌。由沈葵所領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)首次提出了一種以聚苯乙烯小球（PS）三維結(jié)構(gòu)為模板的合成策略，以甲醇-氨水為雙溶劑，通過“硬模板劑的制備-在大孔內(nèi)填充MOF前驅(qū)體-MOF的可控晶化-去除模板劑”的制備路線，研制出世界第一個(gè)有序大/微孔MOF單晶材料，有效解決了這些難題。

據(jù)了解，該方法具有較好的通用性，通過簡單變換聚苯乙烯小球模板的尺寸，就可以系統(tǒng)調(diào)變有序大孔的直徑（190-470 納米）。同時(shí)，將該有序大/微孔ZIF-8單晶應(yīng)用于苯甲醛和乙二腈的Knoevenagel縮合反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其催化活性是常規(guī)微孔ZIF-8的4倍以上，且隨著反應(yīng)物分子尺寸的增大，其活性提升倍數(shù)增高。材料具有良好的穩(wěn)定性，重復(fù)利用7次以后，仍然能夠保持87%以上的初始活性。

該研究成果使得多孔材料的應(yīng)用成功延伸到有序大孔單晶領(lǐng)域。如用這種材料制作成藥物膠囊，可以容納更多的藥物大分子，同時(shí)實(shí)現(xiàn)緩慢釋放，具有更持久的藥效。