2024-05-10 信息来源：晶态材料研究所
近日，我校晶态材料研究所梁林锋副教授课题组在氢键有机框架（hof）材料质子传导研究领域取得新进展。在国际著名学术期刊nature communications期刊发表了题目为“vitrification-enabled enhancement of proton conductivity in hydrogen-bonded organic frameworks”的研究论文。山西大学为通讯单位，我校硕士研究生杨丰帆为第一作者，晶态所梁林锋副教授为通讯作者，郑州轻工业大学田稼越老师为单晶数据收集提供了帮助。
hof是一类由有机分子通过氢键连接而成的新型功能材料，因其合成简单、单晶结构明确、容易再生等优点而受到广泛关注。hof本身具有丰富的氢键网络，在质子传导方面具有巨大的应用潜力。然而，这类材料晶体颗粒之间存在的晶界，会阻碍质子远程传输。为了解决这一问题，作者提出将hof玻璃化从而直接消除晶界的影响。在本工作中，作者利用1,5-萘二磺酸与n,n-二甲基甲酰胺（dmf）作为hof合成的主要前驱体，得到了动力学稳定的hof-sxu-8与热力学稳定的hof-sxu-9两例hof单晶。在加热条件下，dmf分子发生部分分解并进一步诱导动力学稳定的hof-sxu-8晶体转变为hof-g玻璃（如下图）。相比于hof-sxu-8，hof-g玻璃在100℃无湿度条件下的质子电导率提升了五个数量级。通过分子动力学模拟和x射线全散射实验对hof-g的质子传导机理进行了研究，发现该玻璃体系内存在三种分子团簇。其中，h 对连接这些分子团簇起重要作用，并与该体系的高质子电导率息息相关。本工有助于了解hof玻璃化并促进质子传导的机制，为其它hof材料的玻璃化与应用提供参考。
近年来，梁林锋课题组在hof单晶的合成及质子传导中的应用发表了系列研究工作（science china chemistry, 2023, 66(9): 2563-2568; crystal growth & design 2023, 23(9), 6221-6227）。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。
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