1月25日，一項發表于《科學》雜志的研究利用金屬—有機框架（MOF）材料這一設計性極高的結構平臺，在剛性骨架的MOF的籠狀孔壁上編入溫度響應的動態“開關”，通過控制孔壁微擾來控制氣體分子在多孔材料中的擴散。
論文第一作者、華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室研究員顧成告訴《中國科學報》：“新材料具有溫度控制的吸附特性，這種獨特的吸附性質不僅能讓材料在較高溫度下進行相似氣體的動態篩分，也可以實現常溫常壓下氣體的物理存儲。”
根據熱力學定律，隨著溫度升高，多孔材料對氣體的吸附量會降低。但是MOF材料在各種氣體的沸點溫度附近幾乎沒有任何吸附，隨著溫度升高氣體吸附量逐漸升高并達到最大值，之后隨溫度升高氣體吸附量又逐漸降低。研究人員發現，這是熱力學控制的骨架—氣體相互作用力和動力學控制的擴散限制相互作用的結果。
研究人員設計了一種蝴蝶型配體，在間苯二甲酸的5-位上引入氧化吩噻嗪，這是一種可以有效發生熱振動的單元。氧化吩噻嗪的熱振動引起的微擾已足夠為氣體分子擴散打開“大門”。由于MOF材料引入了動力學控制，在不同的溫度下，“大門”打開的幅度也不相同。
研究人員將該MOF材料填充分離柱，測試了氧氣/氬氣和乙烯/乙烷的分離效果。結果顯示，在180K、混合氣中氧氣含量僅為5%的情況下，MOF材料對氧氣的純化比例仍能達到95%。在273K下混合氣中乙烯含量僅為5%的情況下，純化比例仍能達到80%。