IF 27.4！从分子到功能材料的转变：金属有机框架在光致变色领域的突破

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具有可根据外部刺激动态调节性质的光致变色材料是一个快速扩展的领域，其应用范围从分子计算、纳米技术、光药理学到可编程异相催化。然而，当将刺激响应基团的快速、类溶液响应转化为固态材料时，由于块体固体中紧密分子堆积所施加的分子间相互作用，会产生挑战。因此，将光致变色化合物整合到可合成编程的多孔基质中，如金属有机框架(MOFs)，已成为光致变色材料开发的新兴策略。本综述强调了网状化学的核心原理（以MOFs为例）如何在光致变色材料性能中发挥关键作用，超越了先前在溶液或固态中观察到的限制。讨论了光响应化合物与多孔框架之间的共生关系，重点关注网状合成如何为可调光异构化动力学、定向能量和电荷转移、可切换气体吸附以及协同发色团通信创造途径。本综述不仅关注光致变色材料开发的最新尖端进展，还强调了在能源、技术和生物医学领域多方面功能材料的新颖、至关重要的研究途径。

创新点：

1. 强调了网状化学原理在光致变色材料性能中的关键作用。

2. 分析了光响应化合物与多孔框架的共生关系。

3. 讨论了网状合成在调控光致变色性能方面的优势。

4. 提出了光致变色MOFs在多个应用领域的潜力。

5. 指出了光致变色材料开发的新兴研究方向。

对科研工作的启发：

1. 跨学科整合：结合网状化学、光化学和材料科学。

2. 结构-功能关系：深入研究材料结构与光致变色性能的关系。

3. 多功能材料设计：开发具有多重响应和应用的材料。

4. 应用导向研究：关注材料在实际应用中的潜力。

5. 创新思维：利用新原理（如网状化学）解决传统问题。

思路延伸：

1. 探索新型光致变色基团与MOFs的组合，开发性能更优的材料。

2. 研究MOFs孔径、拓扑结构对光致变色性能的影响。

3. 开发多重刺激响应的MOFs，如光-热-电响应。

4. 探索光致变色MOFs在信息存储和处理中的应用。

5. 研究如何提高光致变色MOFs的稳定性和循环使用性能。

6. 开发可控制光致变色动力学的MOFs设计策略。

7. 探索光致变色MOFs在生物传感和药物递送中的应用。

8. 研究MOFs中的能量转移和电荷分离过程，用于光催化和光电转换。

9. 开发基于光致变色MOFs的智能窗户和显示设备。

10. 探索光致变色MOFs在分子开关和逻辑门设计中的应用。

11. 研究如何优化光致变色MOFs的大规模生产工艺。

12. 探索光致变色MOFs在环境监测和污染物检测中的潜在应用。

Switching from Molecules to Functional Materials: Breakthroughs in Photochromism With MOFs

Adv. Mater. (IF 27.4)

Pub Date  : 2024-10-07

DOI : 10.1002/adma.202410067

Grace C. Thaggard, Buddhima K. P. Maldeni Kankanamalage, Kyoung Chul Park, Jaewoong Lim, Molly A. Quetel, Mamata Naik, Natalia B. Shustova

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