【引言】

    多重的蛋白质链天然自发组装成巨大的、精确的、复杂的功能二级、三级、四级结构。这激发科学家研究“可折叠”与“自组装”的机理。晶体工程使得化学家模拟类病毒的多面体结构。长期存在的挑战是从简单的结构单元自下而上的构建高度复杂的结构。而这个挑战的攻克在科学家的不断探索下似乎上升了一个新的台阶。

    【成果简介】

    北京时间2017年4月21日，美国西北大学Omar K. Farha （通讯作者）等人在Science上发表了一篇题为“Bottom-up construction of a superstructure in a porous uranium-organic crystal ”的文章。该研究组报道了一例有简单结构单元构建的结构复杂的基于铀的介孔MOF，即NU-1301 。结构包含10个铀节点和7个羧酸盐配体；在173.3埃的立方晶胞中包含816个铀节点和816个有机配体—在非生物材料中是迄今发现的最大晶胞。立方体组成五角和六边的柱状次级结构，然后是四面体和金刚石四级拓扑结构的史无前例的复杂结构。 得到的三级结构的空穴内径达到5.0nm和6.2nm，是迄今为止报道的最低密度的MOF。

    【图文导读】

    图1：在介孔MOF即NU-1301中的立方体结构单元

   （a）由8 [UO2（RCOO）3]?单元和12个桥连配体构建的立方八面体；

   （b）两个立方八面体通过分享一个三角面连接；

   （c）由5个立方八面体构成的五角柱和6个立方八面体构成的六角柱；

   （d） 笼状结构NU-1301表现出类 MgCu2-结构。

    图2：在介孔MOF即NU-1301中的立方体结构形成超晶格上层结构的排列

   （a）立方八面体的初级结构；

   （b）五角柱和六角柱的次级结构；

   （c）三十二面体和校正后的hexa-kaidecahedron 的三级结构；

   （d） 四面体和类金刚石的四结构；

   （e） 由NU-1301 中由四级结构构成的复杂结构。

    图3：由铀原子和配体顶点构成的瓷砖图所描述的NU-1301的nun结构

    蓝色代表[86] ， 黄色代表[85, 102]，红色代表 [86, 122] ，棕色代表[1012]，绿色代表 [1012, 124] 。

    图4：介孔MOF即NU-1301的吸附解吸附性质和P-XRD图

   （a）NU-1301在85K时吸附Ar的吸附解吸附曲线；

   （b） NU-1301的P-XRD图。