《金屬-1,2,4-三唑和金屬-甲酸骨架材料的力學性質研究》是依託華中科技大學，由李偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬-1,2,4-三唑和金屬-甲酸骨架材料的力學性質研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李偉
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬-有機骨架（Metal-organic framework，MOF）作為一類有重要套用前景的分子基功能材料，對其工業加工和製造過程有關鍵影響的力學性質研究卻相對較少。本項目擬使用納米壓痕、高壓X-射線衍射、共振超聲譜、密度泛函計算等多種化學、材料與工程表征分析手段，從晶體結構和化學鍵的角度系統研究具有結構代表性的有孔金屬-1,2,4-三唑骨架和密堆積金屬-甲酸骨架這兩類MOF材料的力學性質。揭示拓撲結構、晶體場分裂能、客體溶劑分子、多晶型現象(Polymorph)以及氫鍵作用等因素對這兩類MOF材料的楊氏模量、硬度、體模量、泊松比、剪下模量等力學性質的影響規律，闡釋材料的巨觀力學性質與微觀結構之間的內在關係。本項目的順利實施將對推動MOF材料工業實用化進程具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
雜化有機-無機框架材料（Hybrid organic-inorganic frameworks, HOIFs）如金屬-有機骨架和雜化有機-無機鈣鈦礦因其優異的性能，展現出巨大的套用前景。但是，目前對與其工業加工和製造過程有關鍵影響的力學性質研究卻相對較少。本項目圍繞HOIFs的力學性質和相變機理開展研究，主要成果包括：（1）發現二維鐵電HOIF-[C6H2NH3]2PbCl4層間范德華力管制材料結構對稱性的納米效應，並將其普適性拓展到其他二維材料體系；（2）發現[MA]Mn[N3]3中振動熵變驅動鐵彈相變的新機制，為分子基鐵性材料提供新的相變自由度；（3）發現2D雜化材料 Zn(CH3COO)2·2H2O的負面壓縮效應，並證明其是已知綜合負面積壓縮性能最為優越的材料，編輯評價其在超靈敏壓力感測方面將具有重要套用價值；（4）發現二維雙氰胺雜化材料(TPrA)Cu(NO3)(dca)2中層間的靜電作用可以有效增強材料的力學強度；（5）發現Jahn-Teller (JT) 效應對兩種類似骨架結構的雜化框架材料[C(NH2)3][Zn(HCOO)3]和[C(NH2)3][Cu(HCOO)3]對其力學性質超過50%的調控；（6）受邀為Science 撰寫無金屬鈣鈦礦鐵電體的展望文章，相關研究入選2018年度“中國高等學校十大科技進展”之一。
