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 據悉，日本京都大學的研究人員研發了一種能夠控制質軟、多孔材料制造的新方法，該方法克服了材料科學中的一個重大挑戰。

盡管質軟、多孔、凝膠狀的材料具有微小的空腔，但是其具有穩定的結構和廣泛的潛在應用。建筑保溫、儲能設備、航空航天技術甚至環境清潔等都可以從這些輕型及柔性材料中受益。

被稱為金屬有機多面體（MOPs）的分子組裝體，由于其孔隙率和有趣的形狀而成為生產上述材料的主要競爭者。但是使用MOPs來制備具有固定和可控孔隙率的凝膠狀材料仍然是一個挑戰。

京都大學綜合細胞材料科學研究所（日本）的Shuhei Furukawa和西班牙及美國的同事已經發現了一種通過使用有機接頭的MOPs自組裝來控制多孔凝膠合成的方法。

研究小組從一個由銠原子與強的羧酸鍵相連的立方形金屬有機多面體著手，該MOP具有高度的結構穩定性。將MOP置于具有有機連接劑分子的液體溶劑中，引發自組裝過程，產生了球形顆粒。通過逐漸將連接劑添加到溶液中并改變溶液的溫度，研究人員便能夠控制球形顆粒的形成和大小。

研究人員發現，反應條件的細微變化極大地影響了反應的結果。當團隊在向80°C銠的MOP溶液中加入大量的連接分子，并迅速冷卻至室溫后，便形成了凝膠。然后，團隊用超臨界二氧化碳處理凝膠，氣體會代替凝膠的液體成分，導致超輕氣凝膠形成。

研究人員在一篇發表于《Nature Communications》上的論文中總結道：“我們設想，通過了解分子尺度上的幾何結構與所得到的宏觀形狀之間的關系，可以對即具有永久多孔性且適合于材料加工的軟材料的發展做出真正的貢獻。”他們的發現可能會制造出具有永久孔隙的、質軟且柔韌的材料。