Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الأطر المعدنية العضوية (MOFs)

الأطر المعدنية العضوية (MOFs)

1995
  • Omar M. Yaghi
  • Gérard Férey
  • Susumu Kitagawa
Researcher analyzing crystalline Metal-Organic Frameworks in a laboratory setting.

(صورة توضيحية فقط)

Metal-Organic Frameworks (MOFs) are crystalline porous materials constructed from metal-containing nodes (secondary building units, SBUs) and organic ligands, known as linkers. These components self-assemble into extended, one-, two-, or three-dimensional coordination polymers. The choice of metal and linker dictates the resulting framework’s topology, pore size, and chemical functionality, enabling a high degree of tunability for specific applications.

The fundamental concept of MOFs revolves around the principles of coordination chemistry and crystal engineering. The metal nodes, often metal ions or clusters like the paddlewheel dinuclear units or the iconic Zn4O(CO2)6 cluster, act as connection points, defining the vertices of a network. The organic linkers, typically multidentate ligands such as carboxylates, imidazolates, or pyridines (e.g., terephthalic acid), bridge these nodes to form the edges of the framework. This modular ‘building block’ approach, termed reticular chemistry, allows for the rational design of materials with predetermined structures and properties.

عادة ما تكون عملية التجميع الذاتي مدفوعة بـ الديناميكية الحرارية يتم التحكم في بنية المواد العضوية المعدنية (MOFs) غالبًا في ظروف حرارية مائية، مما يؤدي إلى مواد بلورية عالية التنظيم. وتتميز هذه البنى بمسامية دائمة، مع وجود فراغات وقنوات داخلية تصبح متاحة لجزيئات الضيف بعد إزالة جزيئات المذيب المستخدمة أثناء عملية التخليق. وتُعد طبيعة رابطة التناسق بين المعدن والرابطة الكيميائية بالغة الأهمية؛ إذ يجب أن تكون قوية بما يكفي لتشكيل إطار مستقر، ولكنها في الوقت نفسه قابلة للانعكاس بما يكفي للسماح بترميم العيوب والتبلور. هذا المزيج الفريد من المكونات العضوية وغير العضوية ضمن مادة بلورية واحدة يميز المواد العضوية المعدنية عن المواد المسامية التقليدية مثل الزيوليت (غير العضوية تمامًا) أو الكربون المنشط (الكربون غير المتبلور)، مما يوفر تنوعًا كيميائيًا وبنيويًا لا مثيل له.

UNESCO Nomenclature: 2203
– Inorganic chemistry

يكتب

نظام مجرد

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • مبادئ الكيمياء التنسيقية التي وضعها ألفريد فيرنر
  • الزيوليت وعلم المواد المسامية
  • مفاهيم هندسة البلورات التي طورها جيرهارد شميدت
  • مبادئ الكيمياء فوق الجزيئية
  • الأزرق البروسي وكلاثرات هوفمان كبوليمرات تنسيق مبكرة

التطبيقات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • wearable sensors for detecting airborne toxins
  • المنسوجات الذكية مع أنظمة MOFS المتكاملة للتبريد السلبي
  • المواد ذاتية الشفاء حيث تطلق الموف مواد إصلاحية عند حدوث أي ضرر
  • أجهزة حصاد المياه الجوية للمناطق القاحلة
  • إنزيمات مبنية على الموفلامين الحيوي للعمليات الصناعية
  • العلاج المستهدف للسرطان باستخدام الموفسات كحاملات للأدوية
  • أقطاب البطارية من الجيل التالي مع نقل الأيونات المعزز
  • أنظمة التحفيز الضوئي لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين
  • أغشية لتحلية المياه بكفاءة عالية
  • scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine
Related to: metal-organic framework, MOF, coordination polymer, secondary building unit, SBU, organic linker, porous material, self-assembly, reticular chemistry, crystal engineering.

السياق التاريخي

الأطر المعدنية العضوية (MOFs)

1986
1990
1993-01-01
1995
2000
2004
1986
1986
1991
1994
1997
2002
2015-09-14

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.