Spatiotemporal Design of the Metal-Organic Framework DUT-8(M).
metal-organic frameworks
nucleation
porous materials
spatiotemporal engineering
stimuli-responsive materials
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Feb 2023
Feb 2023
Historique:
revised:
23
10
2022
received:
24
08
2022
pubmed:
10
11
2022
medline:
10
11
2022
entrez:
9
11
2022
Statut:
ppublish
Résumé
Switchable metal-organic frameworks (MOFs) change their structure in time and selectively open their pores adsorbing guest molecules, leading to highly selective separation, pressure amplification, sensing, and actuation applications. The 3D engineering of MOFs has reached a high level of maturity, but spatiotemporal evolution opens a new perspective toward engineering materials in the 4th dimension (time) by t-axis design, in essence exploiting the deliberate tuning of activation barriers. This work demonstrates the first example in which an explicit temporal engineering of a switchable MOF (DUT-8, [M
Identifiants
pubmed: 36349824
doi: 10.1002/adma.202207741
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2207741Subventions
Organisme : DFG
ID : FOR2433
Organisme : Helmholtz Association
Organisme : BMBF
ID : 05K19OD2
Informations de copyright
© 2022 The Authors. Advanced Materials published by Wiley-VCH GmbH.
Références
a) M. J. Kalmutzki, N. Hanikel, O. M. Yaghi, Sci. Adv. 2018, 4, eaat9180;
b) Z. Ji, H. Wang, S. Canossa, S. Wuttke, O. M. Yaghi, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000238;
c) I. M. Hönicke, I. Senkovska, V. Bon, I. A. Baburin, N. Bönisch, S. Raschke, J. D. Evans, S. Kaskel, Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 13780.
a) J.-B. Lin, T. T. T. Nguyen, R. Vaidhyanathan, J. Burner, J. M. Taylor, H. Durekova, F. Akhtar, R. K. Mah, O. Ghaffari-Nik, S. Marx, N. Fylstra, S. S. Iremonger, K. W. Dawson, P. Sarkar, P. Hovington, A. Rajendran, T. K. Woo, G. K. H. Shimizu, Science 2021, 374, 1464;
b) M. Ding, R. W. Flaig, H.-L. Jiang, O. M. Yaghi, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 2783;
c) H. Demir, G. O. Aksu, H. C. Gulbalkan, S. Keskin, Carbon Capture Sci. Technol. 2022, 2, 100026.
a) N. Hanikel, M. S. Prévot, O. M. Yaghi, Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 348;
b) N. Hanikel, X. Pei, S. Chheda, H. Lyu, W. Jeong, J. Sauer, L. Gagliardi, O. M. Yaghi, Science 2021, 374, 454;
c) W. Xu, O. M. Yaghi, ACS Cent. Sci. 2020, 6, 1348;
d) G. Yilmaz, F. L. Meng, W. Lu, J. Abed, C. K. N. Peh, M. Gao, E. H. Sargent, G. W. Ho, Sci. Adv. 2020, 6, eabc8605.
a) D. S. Sholl, R. P. Lively, Nature 2016, 532, 435;
b) B. R. Barnett, M. I. Gonzalez, J. R. Long, Trends Chem. 2019, 1, 159;
c) H. Li, K. Wang, Y. Sun, C. T. Lollar, J. Li, H.-C. Zhou, Mater. Today 2018, 21, 108;
d) Q. Qian, P. A. Asinger, M. J. Lee, G. Han, K. Mizrahi Rodriguez, S. Lin, F. M. Benedetti, A. X. Wu, W. S. Chi, Z. P. Smith, Chem. Rev. 2020, 120, 8161;
e) R.-B. Lin, S. Xiang, W. Zhou, B. Chen, Chem 2020, 6, 337;
f) B. Hosseini Monjezi, K. Kutonova, M. Tsotsalas, S. Henke, A. Knebel, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 15153.
a) H.-Y. Li, S.-N. Zhao, S.-Q. Zang, J. Li, Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 6364;
b) J. F. Olorunyomi, S. T. Geh, R. A. Caruso, C. M. Doherty, Mater. Horiz. 2021, 8, 2387;
c) W.-T. Koo, J.-S. Jang, I.-D. Kim, Chem 2019, 5, 1938;
d) L.-T. Zhang, Y. Zhou, S.-T. Han, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 15192.
a) H. B. Wu, X. W. Lou, Sci. Adv. 2017, 3, eaap9252;
b) Y. Wen, P. Zhang, V. K. Sharma, X. Ma, H.-C. Zhou, Cell Rep. Phys. Sci. 2021, 2, 100348;
c) I. Ahmed, M. M. H. Mondol, H. J. Lee, S. H. Jhung, Chem. Asian J. 2021, 16, 185.
a) S. Krause, N. Hosono, S. Kitagawa, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 15325;
b) A. Schneemann, V. Bon, I. Schwedler, I. Senkovska, S. Kaskel, R. A. Fischer, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6062;
c) P. Zhao, S. C. E. Tsang, D. Fairen-Jimenez, Cell Rep. Phys. Sci. 2021, 2, 100544;
d) F. Bigdeli, C. T. Lollar, A. Morsali, H.-C. Zhou, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 4652;
e) S. Horike, S. Shimomura, S. Kitagawa, Nat. Chem. 2009, 1, 695.
J. A. Mason, J. Oktawiec, M. K. Taylor, M. R. Hudson, J. Rodriguez, J. E. Bachman, M. I. Gonzalez, A. Cervellino, A. Guagliardi, C. M. Brown, P. L. Llewellyn, N. Masciocchi, J. R. Long, Nature 2015, 527, 357.
a) R.-B. Lin, S. Xiang, H. Xing, W. Zhou, B. Chen, Coord. Chem. Rev. 2019, 378, 87;
b) O. T. Qazvini, V.-J. Scott, L. Bondorf, M. Ducamp, M. Hirscher, F.-X. Coudert, S. G. Telfer, Chem. Mater. 2021, 33, 8886.
J. Wieme, S. M. J. Rogge, P. G. Yot, L. Vanduyfhuys, S.-K. Lee, J.-S. Chang, M. Waroquier, G. Maurin, V. van Speybroeck, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 22663.
A. P. Katsoulidis, D. Antypov, G. F. S. Whitehead, E. J. Carrington, D. J. Adams, N. G. Berry, G. R. Darling, M. S. Dyer, M. J. Rosseinsky, Nature 2019, 565, 213.
H. Kajiro, A. Kondo, K. Kaneko, H. Kanoh, Int. J. Mol. Sci. 2010, 11, 3803.
a) G. Férey, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 191;
b) F. Millange, R. I. Walton, Isr. J. Chem. 2018, 58, 1019;
c) S. Vandenhaute, S. M. J. Rogge, V. van Speybroeck, Front. Chem. 2021, 9, 718920;
d) T. Loiseau, C. Serre, C. Huguenard, G. Fink, F. Taulelle, M. Henry, T. Bataille, G. Férey, Chemistry 2004, 10, 1373.
a) L. Vanduyfhuys, S. M. J. Rogge, J. Wieme, S. Vandenbrande, G. Maurin, M. Waroquier, V. van Speybroeck, Nat. Commun. 2018, 9, 204;
b) F.-X. Coudert, Chem. Mater. 2015, 27, 1905;
c) R. Demuynck, S. M. J. Rogge, L. Vanduyfhuys, J. Wieme, M. Waroquier, V. van Speybroeck, J. Chem. Theory Comput. 2017, 13, 5861.
a) G. Fraux, F.-X. Coudert, Chem. Commun. 2017, 53, 7211;
b) F.-X. Coudert, Bull. Jpn. Soc. Coord. Chem. 2019, 73, 15;
c) V. van Speybroeck, S. Vandenhaute, A. E. J. Hoffman, S. M. J. Rogge, Trends Chem. 2021, 3, 605.
a) S. Hiraide, Y. Sakanaka, H. Kajiro, S. Kawaguchi, M. T. Miyahara, H. Tanaka, Nat. Commun. 2020, 11, 3867;
b) D. J. Cerasale, D. C. Ward, T. L. Easun, Nat. Rev. Chem. 2022, 6, 9.
J. D. Evans, V. Bon, I. Senkovska, H.-C. Lee, S. Kaskel, Nat. Commun. 2020, 11, 2690.
a) L. Schaper, J. Keupp, R. Schmid, Front. Chem. 2021, 9;
b) J. Keupp, R. Schmid, Adv. Theory Simul. 2019, 2, 1900117.
S. M. J. Rogge, M. Waroquier, V. van Speybroeck, Nat. Commun. 2019, 10, 4842.
F. Salles, G. Maurin, C. Serre, P. L. Llewellyn, C. Knöfel, H. J. Choi, Y. Filinchuk, L. Oliviero, A. Vimont, J. R. Long, G. Férey, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13782.
A. D. Lueking, C.-Y. Wang, S. Sircar, C. Malencia, H. Wang, J. Li, Dalton Trans. 2016, 45, 4242.
N. Hosono, A. Terashima, S. Kusaka, R. Matsuda, S. Kitagawa, Nat. Chem. 2019, 11, 109.
a) N. Klein, H. C. Hoffmann, A. Cadiau, J. Getzschmann, M. R. Lohe, S. Paasch, T. Heydenreich, K. Adil, I. Senkovska, E. Brunner, S. Kaskel, J. Mater. Chem. 2012, 22, 10303;
b) V. Bon, N. Klein, I. Senkovska, A. Heerwig, J. Getzschmann, D. Wallacher, I. Zizak, M. Brzhezinskaya, U. Mueller, S. Kaskel, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 17471;
c) N. Klein, C. Herzog, M. Sabo, I. Senkovska, J. Getzschmann, S. Paasch, M. R. Lohe, E. Brunner, S. Kaskel, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 11778;
d) S. Ehrling, I. Senkovska, V. Bon, J. D. Evans, P. Petkov, Y. Krupskaya, V. Kataev, T. Wulf, A. Krylov, A. Vtyurin, S. Krylova, S. Adichtchev, E. Slyusareva, M. S. Weiss, B. Büchner, T. Heine, S. Kaskel, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 21459.
M. Sin, N. Kavoosi, M. Rauche, J. Pallmann, S. Paasch, I. Senkovska, S. Kaskel, E. Brunner, Langmuir 2019, 35, 3162.
L. Abylgazina, I. Senkovska, S. Ehrling, V. Bon, P. St. Petkov, J. D. Evans, S. Krylova, A. Krylov, S. Kaskel, CrystEngComm 2021, 23, 538.
S. Ehrling, M. Mendt, I. Senkovska, J. D. Evans, V. Bon, P. Petkov, C. Ehrling, F. Walenszus, A. Pöppl, S. Kaskel, Chem. Mater. 2020, 32, 5670.
a) S. Watanabe, H. Sugiyama, H. Adachi, H. Tanaka, M. T. Miyahara, J. Chem. Phys. 2009, 130, 164707;
b) F. Formalik, A. V. Neimark, J. Rogacka, L. Firlej, B. Kuchta, J. Colloid Interface Sci. 2020, 578, 77.
L. Abylgazina, I. Senkovska, R. Engemann, S. Ehrling, T. E. Gorelik, N. Kavoosi, U. Kaiser, S. Kaskel, Front. Chem. 2021, 9, 674566.
N. Kavoosi, V. Bon, I. Senkovska, S. Krause, C. Atzori, F. Bonino, J. Pallmann, S. Paasch, E. Brunner, S. Kaskel, Dalton Trans. 2017, 46, 4685.
S. Ehrling, H. Miura, I. Senkovska, S. Kaskel, Trends Chem. 2021, 3, 291.
a) T. J. W. De Bruijn, W. A. De Jong, P. J. Van Den Berg, Thermochim. Acta 1981, 45, 315;
b) P. Krüger, J. Phys. Chem. Solids 1993, 54, 1549.