近年来，金属-有机框架材料（MOFs）/多孔配位聚合物（PCP）因其具有结构单元设计灵活、孔结构可调可控以及功能多样化的特征，在气体吸附和分离、催化和传感等领域展现了巨大的应用价值。然而这类材料生产成本较高、化学/热稳定性较差，且容易导致环境污染等问题，因而未得到广泛的商业化应用。从仿生角度开发具有可降解、环境友好型的多孔生物配位聚合物，为解决上述问题提供了一种新的途径。
省科学院测试分析研究所材料实验室科研团队根据甲基化作用引起生物分子功能突变这一特征，利用寡肽分子甲基化引起的空间立体效应，成功地制备出了具有良好热稳定性、化学稳定性、较高比表面积的介孔铜-阿斯巴甜配位聚合物Cu(mDF)。研究发现，有机配体的分子结构会影响到该类金属-肽骨架聚合物的孔结构和界面微环境，包括表面浸润性、电荷种类和分布情况等。科研团队采用多种具有不同物化性质的污染物分子作为吸附质模型，探讨了该吸附剂对吸附质的选择性，吸附容量和吸附效率；并结合两类商业化的金属-有机框架材料MIP-Zr(202)和UiO-66，利用多孔材料的选择性吸附差异，开发了一种有色物质肉眼索引策略。该方法利用了三种不同吸附剂对有色物质的选择性吸附，且吸附剂在吸附有色物质后颜色存在的明显差异，可用于低浓度下的有色物质快速鉴定；同时构建三种材料的颜色矩阵并编码为计算机语言，可用于相关电子检测设备的开发。该研究通过采用这种“bottom-up”自下而上的研究策略，为新型生物分子配位聚合物的分子理论设计，以及材料功能的可控制备提供了借鉴。此外，该材料具有抗菌性，在水处理方面具有良好的发展前途。
相关研究成果（A methylation-inspired mesoporous coordination polymer for identification and removal of organic pollutants in aqueous solutions）以首页封面（front cover）形式发表在Journal of Materials Chemistry B杂志上（J. Mater. Chem. B, 2021, 9. 638. DOI：10.1039/d0tb02389b）。上述工作得到了广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目的支持。
图. (a) 材料设计思路,(b)吸附选择性差异，(c)有色物质裸眼索引策略
论文链接：https://pubs.rsc.org/sv/content/articlelanding/2020/tb/d0tb02389b#!divAbstract
（省科学院测试分析所 陈中慧/供稿）
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