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西安科学家让电子显微镜能看清有机分子

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  原来,金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs) 是由有机基团与金属离子在空间自组装而成的多孔结构,其拥有巨大的内表面积、极低的晶体密度以及可调节的孔尺寸和功能结构,在气体的存储和分离,催化以及药物缓释等具有诱人的应用前景。然而,像其他晶体材料一样,MOFs晶体也具有一些局域的非周期性的结构特征,比如表界面、缺陷和无序等,这些特征对于传质、吸附和催化具有重要的影响。这些特征和晶体结构一样重要。高分辨电镜是观察局域结构的有效工具。

  然而,传统的高分辨电镜是无法观察MOFs。因为柔软的有机基团的存在,高能电子束会瞬间破坏MOFs的结构。以前的研究表明,在极低剂量的电子束下MOFs是可以维持其结构的,但是传统的方法无法在低剂量电子束下获得高信噪比的图片。研究中利用直接探测电子计数相机技术来降低电子显微镜成像所需的电子束剂量,从而削弱了其对金属有机骨架结构的冲击,可确保观察到真实的结构,而且图像的分辨率达到了0.21纳米。

  据了解,《自然·材料》(Nature Materials)专注于报道全球材料科技的最新研究进展,阅读群体广泛。该杂志2016年影响因子高达38.891,超过《自然》(38.138)和《科学》(34.661)。

  据悉,这是西安科技大学建校以来首次在《自然·材料》(Nature Materials)发表高水平学术论文。该研究与美国劳伦斯伯克利国家实验室和沙特阿卜杜拉国王科技大学合作完成,得到了国家自然科学基金(21503165)和西安科技大学的资助。