"Step-by-step fabrication of a highly oriented crystalline three-dimensional pillared-layer metal-organic framework thin film confirmed by synchrotron X-ray diffraction". K. Otsubo, T. Haraguchi, O. Sakata, A. Fujiwara, H. Kitagawa. JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 134, 9605 (2012). DOI: 10.1021/ja304361v
Fabrication of a crystalline ordered thin film based on the porous
metal–organic frameworks (MOFs) is one of the practical applications of
the future functional nanomaterials. Here, we report the creation of a
highly oriented three-dimensional (3-D) porous pillared-layer-type MOF
thin film on a metal substrate using a step-by-step approach based on
liquid-phase epitaxy. Synchrotron X-ray diffraction (XRD) study clearly
indicates that the thin film is crystalline and its orientation is
highly controlled in both horizontal and vertical directions relative to
the substrate. This report provides the first confirmation of details
of not only the crystallinity but also the orientation of 3-D MOF thin
film using synchrotron XRD. Moreover, we also demonstrate its guest
adsorption/desorption behavior by using in situ XRD measurements.
The results presented here would promise useful insights for
fabrication of MOF-based nanodevices in the future.
La fabricación de una película delgada con ordenamiento cristalino, en base a estructuras porosas metal-orgánicas (MOFs), es un a de las aplicaciones prácticas de los nanomateriales funcionales futuros. Aquí se reporta la elaboración, sobre un sustrato metálico, de una película delgada MOF porosa, tridimensional (3-D), ensamblada por apilación de capas, y con un alto ordenamiento, a partir de una estrategia de paso a paso basada en crecimiento epitaxial en fase líquida. Los estudios de difracción de rayos X (XRD), en sincrotrón, indican claramente que la película delgada es cristalina y que su orientación está altamente controlada en las direcciones vertical y horizontal, en relación al sustrato. Este reporte proporciona la primera confirmación de detalles que no solamente corresponden a la cristalinidad, sino que también corresponden a la orientación de la película delgada MOF 3-D, a partir del uso de XRD en sincrotrón. Es más, también se demuestra su comportamiento ante la adsorción/desorción por medio de mediciones XRD in situ. Los resultados que se presentan proporcionan conocimiento útil para la fabricación de nanodispositivos futuros hechos con MOFs.
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