closely positioned uranium-based nodes drive this phenomenon. These repulsions compete with water molecules that hydrogen bond nearby networks together, favoring interpenetration. Controlling the interplay between these intermolecular forces enables the reversal of omnipresent energetic equilibria, leading to thermodynamically favored open pore structures. The discovery of charged point-point repulsion will
通过缠结以能量驱动的方式降低孔隙率在自然界和合成系统中无处不在。这种纠缠减少了可用于催化、存储和传感等应用的宝贵内部孔隙空间。在这里,我们描述了在 6 倍互穿的
铀基
金属有机框架 (MOF) NU-1303 -6中发现自发反互穿。去互穿将 NU-1303 -6(14.2 和 19.8 Å 孔)转化为更大的孔(40.7 Å)非互穿对应物,具有创纪录的 96.6% 空隙率和 9.2 cm 3 g -1孔体积。密度泛函理论计算表明,阴离子、紧密定位的
铀基节点之间的带电点对点排斥驱动了这种现象。这些排斥力与
水分子竞争,
水分子将附近的网络氢键结合在一起,有利于相互渗透。控制这些分子间力之间的相互作用可以逆转无所不在的能量平衡,从而产生热力学上有利的开孔结构。带电点对点排斥的发现可能会导致对非互穿网络设计、综合和广泛应用的重新评估。