在分子机器的推动下，这是90多年来第一种全新的吸附形式

将分子泵阵列嫁接到金属-有机框架(MOF)表面上，使科学家们能够设计出一种全新的吸附形式，他们称之为“机械吸附”。“这是一种新现象，通过这种现象，分子被主动运输到表面隔间，并在以非破坏性的方式释放到本体之前保持非平衡稳定状态，”解释说凉风来自美国西北大学，他是与诺贝尔奖得主合作的研究团队的一员弗雷泽·斯图达特．这个过程类似于生物系统中的主动运输，冯说。

基于吸附的现象在催化和能量储存等领域发挥着关键作用。自20世纪30年代物理吸附和化学吸附被发现以来，吸附通常被认为是一个被动的过程，吸附物质的数量和类型由连续的平衡决定。冯说，新的结果可能会改变这一点。“我们终于解决了一个世纪以来的挑战，即建立一种活性吸附模式。”

查理McTernan他没有参与这项研究，他指出，机械吸附和以前的吸附形式之间的关键区别在于过程的能量学。他说:“虽然化学吸附和物理吸附在能量上是有利的，需要能量来释放山梨酸盐，但机械吸附需要能量来结合山梨酸盐，并在解吸时释放一些。”“这项工作最终可以用于为特定的化学物质创建分子级存储单元，这些化学物质可以随需释放——以及它们所捕获的能量。”

研究人员使用附着在收集聚合物链上的泵送盒从溶液中招募和吸附带电环到MOF表面。该系统的工作方式与polyrotaxane合成器这个团队一年前开发的。“泵允许使用外部能量输入，将环按顺序从体块带到表面，建立一个非常远离平衡的亚稳态结构，具有大密度的环，”观察到院长Astumian他是美国缅因大学的理论家，他也对这项工作做出了贡献。这以化学电容器的形式产生了巨大的势能梯度，能量储存在其中。阿斯图米安预计，使环功能化将允许其他类型的分子也被招募和收集在表面。

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西北大学的弗雷泽·斯托达特

在所研究的体系中，吸附过程由多次氧化还原循环控制，而解吸由酸触发。“通过改变操作周期，可以精确地调节叠加吸收物的数量，这是传统方法无法做到的，”他说Sündüs erbaÇakmak土耳其科尼亚食品和农业大学。使用聚乙二醇作为收集链，机器理论上可以做多达10个氧化还原循环。

Rafal Klajn以色列魏茨曼研究所的教授认为，考虑导电mof表面的机械吸附会很有趣。他说:“这可能通过应用不同的电位来实现，而不是交替添加还原剂和氧化剂。”“这也将是令人兴奋的，证明机械吸附分子可以执行机械功，例如，通过强迫它们所绑定的线解吸——这可能会导致机械化学的新概念。”

团队成员Yunyan邱西北大学的教授强调，这项研究提供了一种革命性的方法来控制表面和界面上的化学反应。“这为在胶束纳米颗粒和共价有机框架等一系列功能材料表面操作人工分子机器打开了大门。”他说，目前我们团队正在研究这两个项目。

斯托达特补充说，有充分的理由相信，机械吸附的概念有一天会出现在教科书中。“如果化学家能研究出它是如何发挥活性的suitane他说，类似于机械环环结构，氢、二氧化碳和甲烷等气体的储存将进入一个全新的世界，完全不同。“挑战本质上是如何使纳米限制远离平衡?”化学喂! !”