MOF中金属原子的读取序列允许对多种化学功能进行编码

人造分子有一天可能构成一种新型计算机的信息单元，或者成为可编程物质的基础。信息将以单个原子的空间排列方式进行编码-类似于碱基对的序列如何确定DNA的信息内容，或零和一的序列形成计算机的内存。

加州大学伯克利分校和波鸿鲁尔大学(RUB)的研究人员已朝着这一愿景迈出了一步。他们表明，原子探针层析成像可用于读取多元金属有机框架中金属离子的复杂空间排列。

金属有机框架(MOF)是由有机单元链接在一起以形成定义明确的结构的多金属节点的晶体多孔网络。要使用一系列金属对信息进行编码，必须首先能够读取金属排列。但是，阅读该安排非常具有挑战性。最近，由于这种多元结构将能够提供的广泛信息，人们越来越对表征金属序列感兴趣。

根本上，没有方法可以读取MOF中的金属序列。在当前的研究中，研究团队通过使用原子探针层析成像(APT)成功地做到了这一点，位于波鸿的材料科学家Tong Li是专家。研究人员选择了Yaghi小组在2005年生产的MOF-74作为感兴趣的对象。他们设计了混合了钴，镉，铅和锰的MOF，然后使用APT解密了它们的空间结构。

利物浦大学材料研究所原子尺度表征研究小组的负责人，教授兼教授李(Li)与UC Berkeley的Zhe Ji博士和Omar Yaghi教授在2020年8月7日在线发表的《科学》杂志上描述了该方法。

就像生物学一样复杂

将来，MOF可以构成可编程化学分子的基础：例如，可以对MOF进行编程，以将活性药物成分引入体内以靶向感染细胞，然后在不再存在时将其分解为无害物质需要。或者可以将MOF编程为在不同时间释放不同的药物。

Yaghi说：“这非常强大，因为您基本上是在编码离开孔的分子的行为。”

它们还可以用于捕获二氧化碳，同时将二氧化碳转化为化学工业的有用原料。

这组作者写道：“从长远来看，具有程序化原子序列的这种结构可以完全改变我们对材料合成的思考方式。”“合成世界可以达到以前为生物学所保留的更高的精确度和复杂性。”