柔軟な金属有機構造体

一部の金属有機構造体（MOF）は、外部刺激に反応して大きな構造変化を示し、その構造の変化は、物理的および化学的性質の劇的な変化につながる可能性があります。このような刺激応答性MOFは、一般に柔軟な金属有機構造体と呼ばれます。^[1]これらは、動的金属有機構造体、刺激応答性MOF、^[2]多機能MOF、^[3]または柔らかい多孔質結晶と呼ばれることもあります。^[4]

正式には、金属有機構造体は、潜在的な空隙を含む有機配位子を持つ配位ネットワークです。配位ネットワークとは、繰り返し配位体を介して1次元に広がる配位化合物ですが、2つ以上の個別の鎖、ループ、またはスピロリンクの間に架橋があり、または繰り返し配位体を介して2次元または3次元に広がる配位化合物です。配位ポリマーは、1次元、2次元、または3次元に広がる繰り返し配位体を持つ配位化合物です。^[6]

一般的に、この種の物質は明確な構造を持っていますが、時には外部刺激がその構造に影響を与え、全体のネットワークを壊すことなく異なる構造をもたらすことがあります。熱、光、溶媒、電場、磁場などのさまざまな外部刺激が金属有機構造体に作用し、その内部構造を変化させ、変換プロセスを促進することができます。この構造変換は一般に、結合の切断/形成、金属イオンの配位数の変化、配位子の配位モードの変化、配位子の長さの圧縮、溶媒の交換、溶媒の除去などによって起こります。 ^[7]

柔軟な金属有機構造体の例としてよく議論されるのがMIL-53材料ファミリーです^[8]。これは、ゲスト分子（溶媒、水、ガスなど）の吸着、温度変化、機械的圧力などの刺激によって拡大または収縮できる1次元のダイヤモンド形の細孔を特徴としています。