Realizar imagens reais a nível atômico do comportamento estático e dinâmico da mecânica molecular no MOF com a tecnologia iDPC-STEM

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Datas:2025-11-21Leia:0

A tecnologia de imagem espacial real, com sua capacidade única de análise espacial real, pode observar diretamente a disposição atômica da superfície do material, a estrutura da interface e vários defeitos da grade, alcançando a análise precisa da estrutura local, ajudando-nos a entender as propriedades físicas e químicas das moléculas do material a nível atômico, uma vantagem que não pode ser substituída pela tecnologia de difração espacial inversa. No entanto, como os materiais porosos complexos como zeolita, estrutura orgânica metálica (MOF) pertencem aos materiais típicos sensíveis ao feixe de elétrons, sua estrutura esquelética microscópica é extremamente propensa ao colapso, a descristalização e outros danos irreversíveis sob a exposição ao feixe de elétrons de alta energia, o que apresenta requisitos rigorosos para a observação de baixas doses a partir do nível atómico para estudar o comportamento e as interações das moléculas usando a tecnologia de microcaracterização eletrônica.

O grupo de professores Shenbo Yuan da Universidade de Suzhou e seus colaboradores realizaram imagens e análises da grade de cristal UiO-66 (uma estrutura típica de MOF) através da tecnologia de revestimento de fase diferencial integral (iDPC-STEM), validando a eficácia do iDPC-STEM na visualização molecular em materiais sensíveis a eletrônicos, eEspaço realA vantagem da imagem no estudo do comportamento molecular e das interações. Com base nisso, o desenvolvimento de um método espacial real para analisar estruturas moleculares orgânicas e estudos comportamentais usando estruturas de domínio esquelético abriu um novo caminho para o estudo de imagens eletroscópicas de moléculas orgânicas.

Somos um dos poucos grupos de microscopia eletrônica em todo o mundo que estudam estruturas de pequenas moléculas orgânicas. Devido às propriedades extremamente sensíveis das estruturas moleculares orgânicas aos feixes de elétrons, as técnicas de imagem por microscopia eletrônica no espaço real são difíceis de aplicar para o estudo desses sistemas orgânicos. A popularização de uma série de técnicas de imagem de baixa dose, representadas pelo iDPC-STEM, nos últimos anos trouxe esperança para essa direção de pesquisa. Estamos envolvidos em imagens iDPC-STEM de materiais sensíveis a eletrônicos desde 2018. MOF、 Uma série de avanços foram feitos em sistemas como o perovskita. Neste artigo, usamos essa técnica para realizar imagens reais a nível atômico de unidades moleculares orgânicas na estrutura MOF, e podemos até estudar mudanças estáticas e dinâmicas de ligações químicas em diferentes estados, aplicando a tecnologia de eletroscópia de baixa dose ao máximo na imagem molecular no espaço real.

Professor Shenbo Yuan

Universidade de Suzhou

Eles usaram a Thermo Scientific. ™ Titan Cubed Themis G2 300Microscópio eletrônico de transmissão de correção de diferençaO iDPC-STEM em baixa dose analisou pela primeira vez a estrutura atômica da molécula restrita para o ácido benzodifórico em UiO-66 em um estado quase estático e revelou seu comportamento molecular estático e dinâmico durante o alongamento e a compressão no espaço real. Estes resultados apoiam perfeitamente a simulação do princípio da primeira sexualidade, mostrando a deformação elástica da chave de posição e C₆vibração térmica do anel. O estudo não só fornece uma estratégia eficaz para a imagem estática e dinâmica molecular no controle atômico e na química de rede, mas também abre novos caminhos para estudar o comportamento e as interações de outras moléculas em estados limitados e até mesmo as propriedades físicas e químicas a partir de uma nova perspectiva de átomos e ligações químicas. Os resultados relacionados emCartas de Revisão FísicaPublicado em um periódico (Phys. Rev. Letter. 135, 1831).

Phys. Reverendo Lett. 135, 183001. DOI: 10.1103/sd72-g4t8

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