如图一所示的MOF-5是由Yaghi课题组报道的经典的名为MOF-5的材料，其由简称BDC的对苯二甲羧酸和简称Zn4O的金属节点组成。从微观上看，8个节点和12个配体会围成一个小立方体，而无数的配体和节点不断向外延伸，就能像建造大厦一样建造出一个巨大的框架结构。

MOF-5的组装和结构示意图

MOF拥有晶体结构。晶体的意思就是物质内部的原子严格按照特定的规律整齐排列。MOF中的原子和他们围成的孔道就像一座大厦里的砖瓦和房间，排列得整整齐齐。确定的结构便于科学家们准确的探讨结构与性质之间的关系，某些物理化学性质也必须在原子整齐排列的情况下才会存在。

MOF的骨架可刚可柔。所谓刚性的骨架，是指在外界条件，如加热、浸水、酸碱环境等恶劣条件下，骨架保持结构完整而不坍塌、不变形。而柔性的骨架呢？就如同一座智能机器一样，会随着外界特定条件的改变，改变自身的形状。

MOF的内表面积极大。内表面积是衡量多孔材料内部空间的重要的性能参数。MOF拥有远大于传统多孔材料（活性炭、沸石等）的内表面积，高记录为每克MOF有7000平方米的内表面积，约等于一个标准足球场的面积。

MOF有着多样和可控的结构。MOF的两个组成部分，有机配体和金属节点，都可以有很多种设计和选择。特别是有机配体部分，依托现在发展成熟的有机合成技术，几乎可以得到任何你想要的有机配体，来组装成不同的MOF。有机合成有多强大？现在这五光十色的世界里的各种塑料、染料、香料、药物、织物等等非金属的材料，绝大部分都是有机合成给人们带来的产品。有这样强大的一门合成化学为依托，MOF也就拥有了千变万化的能力。

MOF的合成过程，通常称为“自组装”。所谓自组装，可以理解为，化学家们把组装MOF的原料，也就是有机配体和金属盐，按照一定的比例在溶液里混合、加热，这些零件就会“自动”地按照MOF大厦的设计图组装在一起,而不需要化学家一砖一瓦的去建造。所以MOF是“自组装材料”的一种。

MOF的应用研究，主要围绕着其“多孔材料”的身份进行。研究得较多的几个领域包括，气体的吸附与分离、化学感应、异相催化和药物输送。MOF的内部孔道，就仿佛一个个小储气罐，能够大量的储存气体分子，针对氢气、甲烷、二氧化碳的储存和分离，化学家们设计和建造了不同的MOF材料，获得了很好的效果。有些MOF的孔道也可以扮演安检X光机的角色，当特定的分子进入之后，MOF的性质特别是荧光性质会发生改变，实现对特定分子比如爆炸物分子的探测。当用特定的催化剂分子或者金属组装为MOF的时候，就得到了具有催化功能的MOF。这样的MOF就如同一座小小的加工厂，以很高的效率和速度把原材料装载到孔道里进行加工得到产物。MOF也可以扮演“缓释胶囊”的角色，将药物分子装载到孔道里，然后在人体内缓慢的释放出来。

总结

综上所述，MOF兼具无机材料和有机材料的特点，其结构、功能和性能都可以在成熟的合成化学的支持下精确设计和调控。因此MOF材料可以应用到各种领域里去。

目前还在实验室的“温室”里茁壮成长的MOF研究，未来必然要进入到工业生产的领域中接受考验。MOF材料尚欠缺的物理和化学稳定性必须要得到解决。具有无机化学、有机化学、计算化学、生物化学、材料化学和化学工程背景的研究人员需要紧密合作，才能将MOF发展为一类真正可以大放光彩的有用的材料。

 参考文献：

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