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Solution-Processable Metal-Organic Framework Featuring Highly Tunable Dynamic Aggregation States
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2024-12-02 , DOI: 10.1002/adma.202415511 Lin Geng, Yang Qiao, Rui Sun, Linshuo Guo, Ze-Qi Li, Yanhang Ma, Mei-Hui Yu, Ze Chang, Xian-He Bu
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2024-12-02 , DOI: 10.1002/adma.202415511 Lin Geng, Yang Qiao, Rui Sun, Linshuo Guo, Ze-Qi Li, Yanhang Ma, Mei-Hui Yu, Ze Chang, Xian-He Bu
The limited processability of metal-organic frameworks (MOFs) is hindered flexibility in the manipulation of their aggregation state and applications. Therefore, achieving highly processable MOFs is of great significance but a challenging goal. Herein, a facile strategy is presented for achieving the construction of solution-processable Mg-based MOF, NKU-Mg-1, allowing for dynamic control of the aggregation state through dynamic self-assembly (DySA) process and reversible circularly polarized luminescence (CPL) switcher modulation. Notably, micron-sized crystals of NKU-Mg-1 can be readily dispersed in water to form nano-sized colloids, triggered by the dynamic COO-Mg coordination bonding interruption by the competitive H2O-Mg bonding. Accordingly, the aggregation state of the colloid MOF can be readily tuned from 50–80 nm up to 1000 nm, in turn enabling control of aggregation-dependent emission. Specially, the solid-phase aggregation can be controlled via structural transitions between 3D NKU-Mg-1-rec-1 and 2D NKU-Mg-1-rec-2 nano-crystals, as confirmed by 3D electron diffraction. Furthermore, benefiting from its highly dynamic tunable aggregation nature, the rational incorporation of the chiral module confers significant CPL activity (glum up to 0.01). Importantly, controllable dynamic aggregation enables reversible switching of the CPL activity by precisely regulating the aggregation states. The solution-processable and dynamic aggregation-tunable features endow it highly promising for applications.
中文翻译:
溶液可加工的金属有机框架,具有高度可调的动态聚集态
金属有机框架 (MOF) 的有限可加工性阻碍了其聚集状态和应用的灵活性。因此,实现高度可加工的 MOF 具有重要意义,但也是一个具有挑战性的目标。在此,提出了一种简单的策略来实现可溶液加工的 Mg 基 MOF NKU-Mg-1 的构建,允许通过动态自组装 (DySA) 过程和可逆圆偏振发光 (CPL) 开关调制对聚集状态进行动态控制。值得注意的是,NKU-Mg-1 的微米级晶体可以很容易地分散在水中形成纳米级胶体,这是由竞争性 H2O-Mg 键合的动态 COO-Mg 配位键中断触发的。因此,胶体 MOF 的聚集状态可以很容易地从 50-80 nm 调整到 1000 nm,从而能够控制聚集依赖性发射。特别是,正如 3D 电子衍射所证实的那样,可以通过 3D NKU-Mg-1-rec-1 和 2D NKU-Mg-1-rec-2 纳米晶体之间的结构转变来控制固相聚集。此外,得益于其高度动态的可调聚集性质,手性模块的合理掺入赋予了显著的 CPL 活性 (glum 高达 0.01)。重要的是,可控的动态聚集通过精确调节聚集状态实现了 CPL 活性的可逆切换。解决方案可加工和动态聚合可调功能使其在应用中极具前景。
更新日期:2024-12-03
中文翻译:
溶液可加工的金属有机框架,具有高度可调的动态聚集态
金属有机框架 (MOF) 的有限可加工性阻碍了其聚集状态和应用的灵活性。因此,实现高度可加工的 MOF 具有重要意义,但也是一个具有挑战性的目标。在此,提出了一种简单的策略来实现可溶液加工的 Mg 基 MOF NKU-Mg-1 的构建,允许通过动态自组装 (DySA) 过程和可逆圆偏振发光 (CPL) 开关调制对聚集状态进行动态控制。值得注意的是,NKU-Mg-1 的微米级晶体可以很容易地分散在水中形成纳米级胶体,这是由竞争性 H2O-Mg 键合的动态 COO-Mg 配位键中断触发的。因此,胶体 MOF 的聚集状态可以很容易地从 50-80 nm 调整到 1000 nm,从而能够控制聚集依赖性发射。特别是,正如 3D 电子衍射所证实的那样,可以通过 3D NKU-Mg-1-rec-1 和 2D NKU-Mg-1-rec-2 纳米晶体之间的结构转变来控制固相聚集。此外,得益于其高度动态的可调聚集性质,手性模块的合理掺入赋予了显著的 CPL 活性 (glum 高达 0.01)。重要的是,可控的动态聚集通过精确调节聚集状态实现了 CPL 活性的可逆切换。解决方案可加工和动态聚合可调功能使其在应用中极具前景。