Emergence of Coupled Rotor Dynamics in Metal-Organic Frameworks via Tuned Steric Interactions.
Emergence of Coupled Rotor Dynamics in Metal-Organic Frameworks via Tuned Steric Interactions.
复制标题
DOI：
10.1021/jacs.1c03630
复制
发表时间：
2021-08-11
影响因子：
15
通讯作者：
van der Veen MA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gonzalez-Nelson A;Mula S;Šimėnas M;Balčiu Nas S;Altenhof AR;Vojvodin CS;Canossa S;Banys JR;Schurko RW;Coudert FX;van der Veen MA
金属有机骨架(MOF)中的有机成分是独一无二的：它们嵌入在晶格中，但由于它们通过可调的自由空间彼此分开，因此可能会出现大量不同的动态行为。有机连接物的这些旋转动力学特别重要，因为它们对气体吸附和客体释放动力学等性质有影响。为了充分利用连接子旋转，例如以分子机器的形式，有必要设计相关的连接子动力学来实现它们的协同功能运动。在这里，我们展示了对于MIL-53，一种具有紧密间隔的转子的拓扑结构，亚苯基功能化使研究人员能够调整转子的空间环境，将连接件的旋转从完全静态转变为以高于100 MHz的频率快速运动。对于开始抑制独立转子运动的空间相互作用，我们首次发现了连接链动力学中耦合旋转模式的出现。这些发现为MOF中齿轮式协作运动的特定功能工程铺平了道路。
The organic components in metal–organic frameworks (MOFs) are unique: they are embedded in a crystalline lattice, yet, as they are separated from each other by tunable free space, a large variety of dynamic behavior can emerge. These rotational dynamics of the organic linkers are especially important due to their influence over properties such as gas adsorption and kinetics of guest release. To fully exploit linker rotation, such as in the form of molecular machines, it is necessary to engineer correlated linker dynamics to achieve their cooperative functional motion. Here, we show that for MIL-53, a topology with closely spaced rotors, the phenylene functionalization allows researchers to tune the rotors’ steric environment, shifting linker rotation from completely static to rapid motions at frequencies above 100 MHz. For steric interactions that start to inhibit independent rotor motion, we identify for the first time the emergence of coupled rotation modes in linker dynamics. These findings pave the way for function-specific engineering of gear-like cooperative motion in MOFs.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.7
作者：
Khudozhitkov, Alexander E.;Jobic, Herve;Stepanov, Alexander G.
通讯作者：
Stepanov, Alexander G.
影响因子：
5.7
作者：
Haigis, Volker;Coudert, Francois-Xavier;Fuchs, Alain H.
通讯作者：
Fuchs, Alain H.
晶体流动性由树突中元分子转子的核心，分支和周围芳族组的快速旋转运动反映。
影响因子：
15
作者：
Jiang X;O'Brien ZJ;Yang S;Lai LH;Buenaflor J;Tan C;Khan S;Houk KN;Garcia-Garibay MA
通讯作者：
Garcia-Garibay MA
影响因子：
15
作者：
Gould, Stephanie L.;Tranchemontagne, David;Garcia-Garibay, Miguel A.
通讯作者：
Garcia-Garibay, Miguel A.
影响因子：
18.2
作者：
Aprahamian, Ivan
通讯作者：
Aprahamian, Ivan