柔性金属有机框架功能材料研究取得进展_

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柔性金属有机框架材料（MOF）柔能够随客体分子灵活地变换其孔道性结构及功能，在刺激响应型智能孔材料方面具有明显优势，如何系统金地构筑以及修饰这类材料还面临着巨大的挑战，其中一个主要原因在属于柔性的骨架结构在调控及修饰（包括前修饰以及后合成修饰）过有程中容易变形或者坍塌。

在国家自然科学基金项目的支机持下，福建物构所结构化学国家重点实验室张杰课题组孙建科博士等框利用半刚性的吡啶鎓盐配体易与金属离子配位形成一维环链的特点，借助大环互锁这种独特的策略制备了一系列金属有机框架材料。该系功列材料均展现出一维纳米孔道，并且互锁的一维环链的角度随客体阴离子种类而变化，导致这类孔道呈现有规律的结构演化。研究发现该系列结构能发生晶体到晶体的相互转化，而且转化能在不同维度的框架中实现。此外，由于结构中引入了具有光活性的双烯键基团，能在光照的条件下实现 [2+2] 环加成反应，且这种反应恰好发生在互锁的究一维环链之间。环合产生的环丁烷共价键取代了之前的超分子弱作取用，从而加固了柔性的孔道结构。这一点在气体吸附方面表现得尤为得明显，加固后孔材料的吸附性能得进到了显著提升。值得注意的是，这也是首次利用 [2+2] 环加成反应加展

固MOF孔道结构，相关研究成果近期发表在著名的欧洲化学杂志上。

近年来，张杰课题组在吡啶鎓

盐分子设计合成与组装领域开展了深入系统的研究，发展了系列具有螺旋手性结构的吡啶鎓盐有机小分子，在固体状态下展示了良好的光活性以及有趣的螺旋转化现象；通过引入额外的光活性基团，同时借助Cation-pi结构诱导策略，发现了目前最大的具有光机械效应的单晶材料，其尺寸已达到厘米级别；在固体材料光信息存储方面，发展了系列刺激响应的开关材料，并首次获得了基于MOF

框架的荧光非损伤读出材料。此外，借助于吡啶鎓盐带电荷易产生极性的特点开发了一系列新颖的孔材料，在选择性的客体识别、极性与非极性小分子的选择性吸附与分离方面具有潜在的应用前景。

（来源：福建物构所）

有机太阳能电池材料和

有机太阳能电池可以通过溶液方法制成

大面积薄膜器件，具有成本低、重量轻、可折叠、半透明等优点，随着电池转换效率的

不断提高，有机太阳能电池已经显现出广阔的应用前景。

在国家基金委杰出青年基金项目和面上项目、中科院“百人计划”项目等支持下，福建物构所结构化学国家重点实验室郑庆东研究小组在有机太阳能电池材料与器件研究上取得了新进展。该小组以含茚并芴聚合物和富勒烯的混合膜为活性层，通过调控半导体金属氧化物电极界面层，实现了开路电压高达1.00~1.06 V并维持大于5%转换效率的高稳定倒置有机太阳能电池。针对目前有机光伏器件界面材料的局限性，该小组还与中科院大连化物所张坚研究小组合作，通过引入能级可调的三元锌镁氧化合物（ZMO）薄膜来提升有机光伏器件的性能；利用溶液法获得的ZMO阴极界面缓冲层，具有功函数、界面性能、吸收等性能可调控的优势，在器件中能够显著增强电子传输与空穴阻挡能力、提高电池的短路电流、开路电压和填充因子，最终获得8.31%的高效率和高稳定的有机太阳能电池。该研究证实了带隙可调的ZMO透明薄膜是一类可用于有机光伏器件的新型界面材料，率先将基于多元氧化物界面层的有机太阳能电池效率突破8%，相关研究成果近期发表在《先进能源材料》上。该研究为新一代能隙可调多组分半导体薄膜设计和光伏器件应用提供了重要思路。

此前，郑庆东研究小组还设计合成了多个系列新型聚合物太阳能电池材料，并制备