Fast motion of molecular rotors in metal–organic framework struts at very low temperatures

化学 双环分子 羧酸盐 结晶学 旋转(数学) 庚烷 金属有机骨架 金属 立体化学 无机化学 有机化学 几何学 吸附 数学
作者
Jacopo Perego,Silvia Bracco,Mattia Negroni,Charl X. Bezuidenhout,Giacomo Prando,P. Carretta,Angiolina Comotti,Piero Sozzani
出处
期刊:Nature Chemistry [Nature Portfolio]
卷期号:12 (9): 845-851 被引量:96
标识
DOI:10.1038/s41557-020-0495-3
摘要

The solid state is typically not well suited to sustaining fast molecular motion, but in recent years a variety of molecular machines, switches and rotors have been successfully engineered within porous crystals and on surfaces. Here we show a fast-rotating molecular rotor within the bicyclopentane–dicarboxylate struts of a zinc-based metal–organic framework—the carboxylate groups anchored to the metal clusters act as an axle while the bicyclic unit is free to rotate. The three-fold bipyramidal symmetry of the rotator conflicts with the four-fold symmetry of the struts within the cubic crystal cell of the zinc metal–organic framework. This frustrates the formation of stable conformations, allowing for the continuous, unidirectional, hyperfast rotation of the bicyclic units with an energy barrier of 6.2 cal mol−1 and a high frequency persistent for several turns even at very low temperatures (1010 Hz below 2 K). Using zirconium instead of zinc led to a different metal cluster–carboxylate coordination arrangement in the resulting metal–organic framework, and much slower rotation of the bicyclic units. Molecular rotors have been engineered within the bicyclopentane–dicarboxylate struts of a metal–organic framework—the bicyclic unit is the rotator and the carboxylate groups serve as the stator. In a zinc-based metal–organic framework, the crossed conformation of the strut–metal nodes enables fast rotation of the bicyclic moiety, but in the corresponding zirconium metal–organic framework a change in the conformation results in much slower rotation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qiaoj2006完成签到,获得积分10
1秒前
CipherSage应助半城烟火采纳,获得10
1秒前
虚拟的星星关注了科研通微信公众号
1秒前
完美世界应助HasenPanzer采纳,获得30
1秒前
SunnyHayes完成签到,获得积分10
2秒前
舒心初晴发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2应助江刚采纳,获得30
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
4秒前
独特安白发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
心灵美的秋白完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
动听的荧完成签到,获得积分10
5秒前
乐乐应助bellaluna采纳,获得10
6秒前
Wsn完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
元元发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
深情凡灵发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
资诗蕊发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
qi完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
流星雨完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
小烊完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
daoketuo完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
機能性マイクロ細孔・マイクロ流体デバイスを利用した放射性核種の 分離・溶解・凝集挙動に関する研究 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6257730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8079918
关于积分的说明 16879747
捐赠科研通 5329950
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2837521
邀请新用户注册赠送积分活动 1814838
关于科研通互助平台的介绍 1669008