The Chemistry of Reticular Framework Nanoparticles: MOF, ZIF, and COF Materials

Abstract Nanoparticles have become a vital part of a vast number of established processes and products; they are used as catalysts, in cosmetics, and even by the pharmaceutical industry. Despite this, however, the reliable and reproducible production of functional nanoparticles for specific applications remains a great challenge. In this respect, reticular chemistry provides methods for connecting molecular building blocks to nanoparticles whose chemical composition, structure, porosity, and functionality can be controlled and tuned with atomic precision. Thus, reticular chemistry allows for the translation of the green chemistry principle of atom economy to functional nanomaterials, giving rise to the multifunctional efficiency concept. This principle encourages the design of highly active nanomaterials by maximizing the number of integrated functional units while minimizing the number of inactive components. State‐of‐the‐art research on reticular nanoparticles—metal‐organic frameworks, zeolitic imidazolate frameworks, and covalent organic frameworks—is critically assessed and the beneficial features and particular challenges that set reticular chemistry apart from other nanoparticle material classes are highlighted. Reviewing the power of reticular chemistry, it is suggested that the unique possibility to efficiently and straightforwardly synthesize multifunctional nanoparticles should guide the synthesis of customized nanoparticles in the future.

شیمی چارچوب reticular Chemistry: MOF، ZIF و Materials

چکیده نانوذرات به عنوان یک بخش حیاتی از تعداد زیادی از فرآیندها و محصولات ایجاد شده تبدیل شده‌اند؛ آن‌ها به عنوان کاتالیزورها، مواد آرایشی، و حتی صنعت داروسازی به کار می‌روند. با این حال، علی‌رغم این، تولید قابل‌اعتماد و قابل تکرار برای کاربردهای خاص به عنوان یک چالش بزرگ باقی می‌ماند. در این رابطه، شیمی reticular روش‌هایی برای اتصال بلوک‌های سازنده مولکولی به نانوذرات که ترکیب شیمیایی، ساختار، تخلخل و عملکرد را می توان کنترل و با دقت اتمی تنظیم کرد، فراهم می‌کند. بنابراین، شیمی reticular اجازه ترجمه اصل شیمی سبز اقتصاد اتم به مواد نانو را می‌دهد که باعث افزایش مفهوم کارایی چند منظوره می‌شود. این اصل طراحی مواد نانو بسیار فعال را با به حداکثر رساندن تعداد واحدهای عملیاتی یکپارچه در حالی که تعداد اجزای غیر فعال را به حداقل می‌رساند، تشویق می‌کند. تحقیقات مربوط به هنر بر روی نانو ذرات - فلز - فلزی، چارچوب‌های zeolitic zeolitic، و چارچوب‌های آلی کووالانسی - به شدت ارزیابی شده‌اند و ویژگی‌های سودمند و چالش‌های ویژه‌ای که شیمی reticular را از سایر کلاس‌های مواد نانوذره تشکیل می‌دهند، برجسته می‌شوند. با بررسی قدرت شیمی reticular، پیشنهاد شده‌است که امکان منحصر به فرد برای تولید موثر و کامل کردن نانوذرات چندمنظوره باید سنتز نانوذرات سفارشی در آینده را هدایت کند.

ترجمه شده با