靳秋妍同学关于葫芦脲基铀酰-轮烷配位聚合物负热膨胀的工作被Chemical Science接收,祝贺!
负热膨胀材料是一类在受热时表现出反常热收缩现象的固态材料。通过合理掺杂负热膨胀和正热膨胀组分可以有效减轻大型结构材料和精密科学仪器等因热膨胀而带来的热冲击或热应力等问题,有助于提高设备的可靠性及使用寿命。一般而言,基于有机组分或金属-有机组分的功能材料较传统无机氧化物或氟化物类负热膨胀材料具有更好的负热膨胀性能。在本工作,研究团队首次将准轮烷型主客体超分子复合物引入金属有机框架材料的整体骨架中,构筑了基于葫芦[8]脲的铀酰-有机轮烷配位聚合物U3(bcbpy)3(CB8)。该化合物在260-300 K的温度范围内表现出显著的负热膨胀行为,体积热膨胀系数可达-962.9 × 10-6 K-1。最为重要的是,不同于负热膨胀MOF材料的“铰链”机制,U3(bcbpy)3(CB8)的负热膨胀是由其热弛豫过程引起,与其超分子链段的结构柔性密切相关,并具有典型的时间依赖性。
本工作发展了一类具有柔性超分子准轮烷链接单元的新型负热膨胀材料,并提出了一种全新的基于热弛豫过程的负热膨胀机制,在设计构筑具有可控热响应行为的新型功能材料方面有着广阔的应用前景。
文章信息:Qiu-yan Jin, Yuan-yuan Liang, Zhi-hui Zhang*, Liao Meng, Jun-shan Geng, Kong-qiu Hu, Ji-pan Yu, Zhi-fang Chai, Lei Mei*, and Wei-qun Shi*. Colossal Negative Thermal Expansion in a Cucurbit[8]uril-Enabled Uranyl-Organic Polythreading Framework via Thermally induced Relaxation. Chem. Sci. 2023, accepted.