Elastic heterogeneity governs asymmetric adsorption-desorption in a soft porous crystal

吸附 解吸 结晶度 化学物理 材料科学 磁滞 弹性模量 多孔性 化学工程 化学 物理化学 复合材料 凝聚态物理 物理 工程类
作者
Kota Mitsumoto,Kyohei Takae
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2211.03370
摘要

Metal--organic frameworks (MOFs), which possess a high degree of crystallinity and a large surface area with tunable inorganic nodes and organic linkers, exhibit high stimuli-responsiveness and molecular adsorption selectivity that enable various applications. The adsorption in MOFs changes the crystalline structure and elastic moduli. Thus, the coexistence of adsorbed/desorbed sites makes the host matrices elastically heterogeneous. However, the role of elastic heterogeneity in the adsorption--desorption transition has been overlooked. Here we show the asymmetric role of elastic heterogeneity in the adsorption--desorption transition. We construct a minimal model incorporating adsorption-induced lattice expansion/contraction and an increase/decrease in the elastic moduli. We discover that the transition is hindered by the entropic and energetic effects which become asymmetric in adsorption process and desorption process, leading to the strong hysteretic nature of the transition. Furthermore, the adsorbed/desorbed sites exhibit spatially heterogeneous domain formation, implying that the domain morphology and interfacial area between adsorbed/desorbed sites can be controlled by elastic heterogeneity. Our results provide a theoretical guideline for designing soft porous crystals with tunable adsorption hysteresis and the dispersion and domain morphology of adsorbates using elastic heterogeneity.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Clara发布了新的文献求助10
2秒前
研友_nEjYyZ完成签到,获得积分0
2秒前
我爱科研完成签到,获得积分10
3秒前
安详的黄豆完成签到,获得积分10
3秒前
懦弱的咖啡豆完成签到,获得积分10
4秒前
奶油布丁完成签到,获得积分10
4秒前
踏实的白羊完成签到,获得积分10
5秒前
hebhm发布了新的文献求助10
5秒前
L91完成签到,获得积分10
5秒前
鲜艳的月饼完成签到,获得积分10
6秒前
SciGPT应助不敢装睡采纳,获得10
6秒前
tutuee完成签到,获得积分10
7秒前
10秒前
林梓峰完成签到,获得积分10
10秒前
LO7pM2完成签到,获得积分10
11秒前
hebhm完成签到,获得积分10
11秒前
Hello应助酪酪Alona采纳,获得10
13秒前
sy发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
21秒前
平常的班发布了新的文献求助10
21秒前
诚心闭月完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
LYSM应助科研通管家采纳,获得20
22秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
22秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
酷波er应助彪壮的机器猫采纳,获得10
23秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
高分求助中
ФОРМИРОВАНИЕ АО "МЕЖДУНАРОДНАЯ КНИГА" КАК ВАЖНЕЙШЕЙ СИСТЕМЫ ОТЕЧЕСТВЕННОГО КНИГОРАСПРОСТРАНЕНИЯ 3000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Quantum Computing for Quantum Chemistry 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3900315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3445068
关于积分的说明 10837991
捐赠科研通 3170190
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1751529
邀请新用户注册赠送积分活动 846756
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 789374