最近的一项调查揭示了固态结构中可折叠分子通路的重大进展，为它们在可调孔管理和分子超材料中的创新用法提供了线索。
这项研究的灵感来自于简单而优雅的折纸行为，促使科学家们考虑在分子尺度上实现类似的灵活性。在经过全面的实验后，他们发现了能够适应环境反应的可折叠分子通路。
在韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）化学系的崔荣焕教授的带领下，研究团队在这一领域取得了显著进展。他们利用沸石咪唑框架（ZIFs）创建了可折叠的分子通路，这是一种高度多孔材料。这些框架能够在纳米尺度上根据温度、压力和气体相互作用的变化而改变其尺寸、构型和对齐方式。这一独特特性使得它们能够管理气体流动，类似于阀门在管道中调节水流的方式。
选择ZIFs是因为它们卓越的适应能力。与传统材料不同，ZIFs中的四面体锌中心充当铰链，使得结构能够折叠和动态调整。研究人员采用复杂的X射线衍射方法监测框架对不同刺激的反应，展示了其在实际应用中的潜力。
这些材料不仅仅是科学上的吸引力；它们还具有实质性的实际应用潜力。它们可以用于开发适应性强的过滤器，更有效地捕获有害气体，或创建可以选择性消除污染物的净化系统。研究还提出了“水管工的噩梦”这一复杂孔结构的更简单变体，表明可折叠设计可能对掌握如此复杂的构造至关重要。
崔教授表示：“这项研究表明，可折叠机制可以存在于分子尺度，为包括智能吸附剂在内的先进分子材料铺平道路。我们预见到在能源、环境科学和生物医学领域的变革性应用。”
这项研究的结果已于2024年11月21日发表在《应用化学国际版》上。该研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）通过中期研究人员项目和氢能创新技术开发项目的资助，以及蔚山国立科学技术研究院（UNIST）的支持。
