What is a MOF (metal organic framew

What is a MOF (metal organic framework)?Metal-organic frameworks (MOFs) are organic-inorganic hybrid crystalline porous materials that consist of a regular array of positively charged metal ions surrounded by organic 'linker' molecules. The metal ions form nodes that bind the arms of the linkers together to form a repeating, cage-like structure. Due to this hollow structure, MOFs have an extraordinarily large internal surface area.Researchers have synthesized MOFs that feature a surface area of more than 7800 square meters per gram. To put this into context, if you could lay out the available surface area in a teaspoon of this material (around a gram of solid), it would cover an entire soccer field.MOFs offer unique structural diversity in contrast to other porous materials – uniform pore structures; atomic-level structural uniformity; tunable porosity; extensive varieties; and flexibility in network topology, geometry, dimension, and chemical functionality. This allows researchers the successful control of framework topology, porosity, and functionality.MOFs unique structure design and tunability – crystalline porous materials that are composed of both organic and inorganic components in a rigid periodic networked structure – is not readily accessible in conventional porous materials, e.g., purely inorganic zeolites.Schematic illustration of a metal-organic framework (MOF)Schematic illustration of a metal-organic framework (MOF). The MOF, consisting of metal ions and organic ligands, is a highly porous material with a ultrahigh surface area. The various structures of MOFs can be synthesized depending on the kinds of metal ions and organic ligands. (Image: KAIST)By making the MOF from different metal atoms and organic linkers, researchers can create materials that selectively absorb specific gases into tailor-made pockets within the structure. MOFs therefore offer great potential for their effective integration and exploration in various sensing applications.MOFs can be put together arbitrarily like Lego bricks and outperform every previously known class of material in terms of flexibility.History and BackgroundThe physicochemical properties of materials are governed by the synergistic effects of structures and compositions, and MOFs are fascinating examples of how the unique structure of hollow-structured materials can provide a whole raft of advantageous features. Among them are enhanced surface-to-volume ratio; low density; microreactor environment; higher loading capacities; and reduced transmission lengths of mass and charge.Consequently, the preparation of hollow structures for technological applications has long been a popular research field for chemists and materials scientists. However, the synthesis of porous or hollow-structured materials with controllable – and especially complex – structures and certain composition in a controlled manner has always been a challenge for scientists.Enter MOFs – crystalline hybrid materials created from both organic and inorganic molecules via molecular self-assembly. Pioneered in the late 1990s ("Design and synthesis of an exceptionally stable and highly porous metal-organic framework") by Prof. Omar Yaghi at UC Berkeley, MOFs have become a rapidly growing research field.So far, more than 90 000 different MOF structures have been reported and the number grows daily.Though exciting, the sheer number of MOFs is actually creating a problem: It researchers propose to synthesize a new MOF, how can they know if it is truly a new structure and not some minor variation of a structure that has already been synthesized? To address the issue, researchers are using machine learning to develop a 'language' for comparing two materials and quantifying the differences between them (read more: "Machine-learning helps sort out massive MOF materials' databases").

Kết quả (Việt) 1:

MOF (khung hữu cơ kim loại) là gì? Khung kim loại-hữu cơ (MOF) là vật liệu xốp kết tinh hữu cơ-vô cơ bao gồm một dãy các ion kim loại tích điện dương được bao quanh bởi các phân tử 'liên kết' hữu cơ. Các ion kim loại tạo thành các nút liên kết các nhánh của các trình liên kết với nhau để tạo thành một cấu trúc giống như cái lồng lặp đi lặp lại. Do cấu trúc rỗng này, MOF có diện tích bề mặt bên trong cực lớn. Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp MOF có diện tích bề mặt hơn 7800 mét vuông mỗi gam. Để dễ hiểu, nếu bạn có thể bố trí diện tích bề mặt có sẵn trong một thìa cà phê vật liệu này (khoảng một gam chất rắn), thì nó sẽ bao phủ toàn bộ một sân bóng đá. MOF mang lại sự đa dạng về cấu trúc độc đáo trái ngược với các vật liệu xốp khác – cấu trúc lỗ rỗng đồng nhất; tính đồng nhất về cấu trúc ở cấp độ nguyên tử; độ xốp có thể điều chỉnh được; giống phong phú; và tính linh hoạt trong cấu trúc liên kết mạng, hình học, kích thước và chức năng hóa học. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu kiểm soát thành công cấu trúc liên kết khung, độ xốp và chức năng. Thiết kế cấu trúc độc đáo và khả năng điều chỉnh của MOF – vật liệu xốp kết tinh bao gồm cả thành phần hữu cơ và vô cơ trong cấu trúc mạng tuần hoàn cứng nhắc – không dễ tiếp cận được trong các vật liệu xốp thông thường, ví dụ, zeolit ​​vô cơ thuần túy. Sơ đồ minh họa khung hữu cơ kim loại (MOF) Sơ đồ minh họa khung hữu cơ kim loại (MOF). MOF, bao gồm các ion kim loại và phối tử hữu cơ, là vật liệu có độ xốp cao với diện tích bề mặt cực cao. Các cấu trúc khác nhau của MOF có thể được tổng hợp tùy thuộc vào loại ion kim loại và phối tử hữu cơ. (Hình ảnh: KAIST) Bằng cách tạo ra MOF từ các nguyên tử kim loại và chất liên kết hữu cơ khác nhau, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra vật liệu hấp thụ có chọn lọc các loại khí cụ thể vào các túi được thiết kế riêng bên trong cấu trúc. Do đó, MOF mang lại tiềm năng lớn cho việc tích hợp và thăm dò hiệu quả trong các ứng dụng cảm biến khác nhau. MOF có thể được ghép lại với nhau một cách tùy ý giống như những viên gạch Lego và vượt trội hơn mọi loại vật liệu đã biết trước đây về tính linh hoạt. Lịch sử và bối cảnh Các tính chất hóa lý của vật liệu bị chi phối bởi tác động tổng hợp của các cấu trúc và thành phần, và MOF là những ví dụ hấp dẫn về cách cấu trúc độc đáo của vật liệu có cấu trúc rỗng có thể cung cấp rất nhiều tính năng có lợi. Trong số đó có tỷ lệ bề mặt trên thể tích được nâng cao; mật độ thấp; môi trường lò phản ứng vi mô; khả năng tải cao hơn; và giảm chiều dài truyền khối lượng và điện tích.Do đó, việc chuẩn bị các cấu trúc rỗng cho các ứng dụng công nghệ từ lâu đã trở thành lĩnh vực nghiên cứu phổ biến của các nhà hóa học và nhà khoa học vật liệu. Tuy nhiên, việc tổng hợp các vật liệu xốp hoặc có cấu trúc rỗng với các cấu trúc có thể kiểm soát được – và đặc biệt phức tạp – và thành phần nhất định theo cách được kiểm soát luôn là một thách thức đối với các nhà khoa học. Nhập MOF – vật liệu lai kết tinh được tạo ra từ cả phân tử hữu cơ và vô cơ thông qua quá trình tự lắp ráp phân tử. Được tiên phong vào cuối những năm 1990 ("Thiết kế và tổng hợp khung hữu cơ kim loại cực kỳ ổn định và có độ xốp cao") bởi Giáo sư Omar Yaghi tại UC Berkeley, MOF đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng. Cho đến nay, hơn 90.000 cấu trúc MOF khác nhau đã được báo cáo và con số này tăng lên hàng ngày. Mặc dù thú vị nhưng số lượng MOF khổng lồ thực sự đang tạo ra một vấn đề: Các nhà nghiên cứu đề xuất tổng hợp một MOF mới, làm sao họ có thể biết liệu đó có thực sự là một cấu trúc mới chứ không phải một biến thể nhỏ nào đó của cấu trúc đã được tổng hợp trước đó? Để giải quyết vấn đề, các nhà nghiên cứu đang sử dụng học máy để phát triển một 'ngôn ngữ' để so sánh hai vật liệu và định lượng sự khác biệt giữa chúng (đọc thêm: "Học máy giúp sắp xếp cơ sở dữ liệu khổng lồ về các vật liệu MOF").

Kết quả (Việt) 2:

MOF (Metal Organic Framework) là gì?
Khung kim loại hữu cơ (MOFs) là một vật liệu xốp kết tinh lai vô cơ hữu cơ bao gồm một mảng thường xuyên các ion kim loại tích điện dương được bao quanh bởi các phân tử "kết nối" hữu cơ. Các ion kim loại tạo thành các nút kết hợp các cánh tay của thân kết nối với nhau để tạo thành một cấu trúc lồng lặp đi lặp lại. Do cấu trúc rỗng này, MOF có diện tích bề mặt bên trong rất lớn.
Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp MOF với diện tích bề mặt hơn 7.800 mét vuông/g. Cụ thể, nếu bạn có thể liệt kê diện tích bề mặt có sẵn trong một muỗng cà phê của vật liệu này (khoảng một gram chất rắn), nó sẽ bao phủ toàn bộ sân bóng đá.
MOF cung cấp sự đa dạng cấu trúc độc đáo - cấu trúc lỗ đồng nhất - so với các vật liệu xốp khác; Tính đồng nhất của cấu trúc cấp nguyên tử; Điều chỉnh độ xốp; Chủng loại phong phú; Và linh hoạt trong cấu trúc liên kết mạng, hình học, kích thước và chức năng hóa học. Điều này khiến các nhà nghiên cứu

Kết quả (Việt) 3:

khung kim loại là gì?
kim loại-trong cấu trúc kim loại-trong cấu trúc kim loại-trong cấu trúc kim loại-trong cấu trúc là vật liệu kết tinh đa lỗ hữu cơ, được tạo thành từ một loạt các ion kim loại có điện tích cực được bao bọc bởi các phân tử" kết nối" hữu cơ. các ion kim loại hình thành các nút, kết nối các cánh tay với nhau để hình thành một cấu trúc lồng lặp lại. do cấu trúc rỗng này, các mofs có diện tích bên trong rất lớn.
Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp MOFs với diện tích bề mặt hơn 7.800 m2/ gram. Cụ thể, nếu bạn có thể lập kế hoạch diện tích bề mặt có thể sử dụng trong một muỗng trà của vật liệu này, nó sẽ bao phủ toàn bộ sân bóng.
so với các vật liệu lỗ khác, mofs có tính đa dạng cấu trúc độc đáo-cấu trúc lỗ đồng đều; sự đồng đều của cấu trúc nguyên tử; có thể điều chỉnh sự lỗ thủng; đa dạng rộng; và sự linh hoạt của cấu trúc mạng lưới, hình học, kích thước và chức năng hóa học. điều này cho phép các nhà nghiên cứu thành công trong việc điều khiển cấu trúc, lỗi và chức năng của khung.
Thiết kế kết cấu độc đáo và khả năng điều chỉnh của MOFs – vật liệu có lỗ tinh thể bao gồm các thành phần hữu cơ và vô cơ trong cấu trúc lưới theo chu kỳ cứng – không dễ dàng có được trong các vật liệu có lỗ thông thường, chẳng hạn như zeolite vô cơ tinh khiết.
biểu đồ của khung kim loại hữu cơ (mof)
của một khung kim loại hữu cơ (mof). MOF bao gồm các ion kim loại và các kết hợp hữu cơ là một vật liệu có nhiều lỗ cao với diện tích bề mặt siêu cao. tùy theo loại ion kim loại và các hiệp hữu cơ, bạn có thể tổng hợp các mofs với các cấu trúc khác nhau. (Ảnh: Kaist)
Bằng cách tạo ra MOF từ các nguyên tử kim loại khác nhau và các kết nối hữu cơ, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các vật liệu có chọn lọc hấp thụ một loại khí cụ thể vào một túi đặc biệt trong cấu trúc. Do đó, MOFs mang lại tiềm năng rất lớn cho việc tích hợp và khám phá hiệu quả trong các ứng dụng cảm biến khác nhau.
MOF có thể được kết hợp theo bất cứ cách nào, giống như một viên gạch Lego, tốt hơn tất cả các loại vật liệu đã được biết về tính linh hoạt.
lịch sử và bối cảnh
Các thuộc tính vật lý hóa của một vật liệu được xác định bởi các hiệu ứng hợp tác của cấu trúc và thành phần, và MOFs là một ví dụ hấp dẫn về cách cấu trúc riêng của một vật liệu cấu trúc rỗng có thể cung cấp một loạt các đặc tính lớn. bao gồm cả tỉ lệ bề mặt tăng lên; mật độ thấp; môi trường lò phản ứng vi; khả năng tải lớn hơn; và giảm khối lượng và lượng điện.
Vì vậy, việc chuẩn bị các cấu trúc rỗng cho các ứng dụng công nghệ từ lâu đã là một lĩnh vực nghiên cứu phổ biến của các nhà hóa học và các nhà khoa học vật liệu. Tuy nhiên, việc tổng hợp các vật liệu có cấu trúc rỗng hoặc rỗng với cấu trúc có thể kiểm soát được (đặc biệt phức tạp) và thành phần đặc biệt là một thách thức đối với các nhà khoa học.
vào mof--một vật liệu pha trộn tinh thể tạo nên từ các phân tử vô cơ và hữu cơ. Được phát triển đầu tiên vào cuối những năm 1990 bởi Giáo sư Omar Yagi ở Đại học California, Berkeley (“Dự thiết kế và tổng hợp một khung kim loại hữu cơ đặc biệt ổn định và lỗ rất cao”), MOFs đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu phát triển nhanh chóng.
Cho đến nay, đã có hơn 90.000 cấu trúc MOF khác nhau được báo cáo, và con số này đang tăng lên mỗi ngày.
Mặc dù thú vị, số lượng MOF thực sự tạo ra một câu hỏi: Các nhà nghiên cứu dự định sẽ tổng hợp một MOF mới, làm thế nào để họ biết liệu nó có thực sự là một cấu trúc mới, thay vì một vài thay đổi nhỏ trong cấu trúc đã được tổng hợp? Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đang sử dụng Machine Learning để phát triển một “ngôn ngữ” để so sánh hai vật liệu và định lượng sự khác biệt giữa chúng (đọc thêm: “Machine Learning giúp sắp xếp cơ sở dữ liệu vật liệu MOF quy mô lớn”).