眼鏡是日常生活中不可或缺的一部分。造成這種情況的最重要原因之一是，可以使用相應(yīng)的熔體，廉價地制造各種形狀和尺寸的玻璃物體。在（粘性）液相中進行加工提供了其他材料難以實現(xiàn)的多功能性。然而，這前提是制造玻璃的材料在其化學(xué)成分方面完全可以熔化。

近年來，所謂的金屬有機骨架化合物（簡稱 MOF）引起了人們的極大興趣。由于它們的特殊性能，它們被認為在未來能源和環(huán)境技術(shù)、傳感器組件以及生物和生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中具有巨大的潛力。例如，MOF 可用作過濾膜的起始材料，用于在技術(shù)燃燒過程中分離氣體或用于水處理。眾多可能應(yīng)用的基礎(chǔ)首先是 MOF 的一個突出特性：它們的高孔隙率且在很大程度上可控。MOF 物質(zhì)由無機粒子組成，這些粒子通過有機分子連接形成孔隙網(wǎng)絡(luò)。由于 MOF 主要是粉末形式，該領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)是生產(chǎn)散裝組件。

性能和可加工性之間的權(quán)衡

但除了少數(shù)例外，所有事物的孔隙率都會阻止材料熔化，從而無法加工成所需形狀的組件。德國耶拿弗里德里希席勒大學(xué)和英國劍橋大學(xué)的化學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)找到了解決這個問題的方法。他們在最新一期的《自然通訊》上報告了他們的研究成果。

例如，為了從 MOF 生產(chǎn)用于工業(yè)應(yīng)用的組件，可以將它們加工成所謂的混合玻璃。然而，要做到這一點，您必須將它們?nèi)诨谶@種特定情況下，這個過程并不簡單。到目前為止，實際上只有少數(shù)這類物質(zhì)被證明是可熔化的。在大多數(shù)已知的 MOF 材料中，高孔隙率是它們在加熱時在達到熔點之前熱分解的原因之一，也就是說，它們會燃燒，玻璃科學(xué)實驗室的博士生 Vahid Nozari 解釋說。

識別離子液體、MOF 基質(zhì)和熔化條件的組合

那么，您如何使不可熔化的材料可熔化，以便在液態(tài)下對其進行成型和加工？由耶拿教授 Lothar Wondraczek 領(lǐng)導(dǎo)的團隊現(xiàn)在找到了這個問題的答案。我們用離子液體填充孔隙，以穩(wěn)定內(nèi)表面，使物質(zhì)在分解之前最終可以熔化，Wondraczek 解釋道。研究人員能夠展示來自 MOF 沸石咪唑酯骨架 (ZIF) 家族的非熔融物質(zhì)實際上是如何轉(zhuǎn)化為液態(tài)，最終轉(zhuǎn)化為玻璃的。通過這種方式，可以獲得所需的組件，例如，以薄膜或圓盤的形式。然后可以在成型后洗掉所用離子液體的殘留物。

未來應(yīng)用的關(guān)鍵是離子液體和 MOF 材料之間發(fā)生的相互作用。這些決定了過程的可逆性，即在熔化過程后洗掉輔助液體的可能性。如果反應(yīng)不適應(yīng)，要么孔隙表面不夠穩(wěn)定，要么在 MOF 和部分離子液體之間存在不可逆的化學(xué)鍵。因此，必須根據(jù)所需應(yīng)用確定液體、基質(zhì)材料和熔化條件的理想組合，從而使大體積物體成為可能。