元素百科为您介绍研究人员控制分子的自组装，形成一种超轻的多孔凝胶。京都大学的研究人员开发了一种新的方法来控制软多孔材料的制造，克服了材料科学中的一个主要挑战。

软，多孔，凝胶状材料，有一个稳定的结构，尽管他们的小洞，有广泛的潜在应用。建筑物绝缘，储能设备，航空航天技术，甚至环境清理都可以受益于结合轻和灵活的材料。 

被称为金属-有机多面体(MOPS)的分子组件由于其有趣的形状和多孔性而成为这些材料的主要竞争者。但是，利用这些具有内在和可控孔隙率的组件来制造材料仍然是一个挑战。 

京都大学综合细胞材料科学研究所(Icems)的Shuhei Furukawa和日本和西班牙的同事们找到了一种方法，通过使用有机连接物自组装MOPS来控制多孔凝胶的合成。 

他们从一种长方体状的拖布开始，它由铑原子与强的羧酸键连接而成，这使它具有高度的结构稳定性。拖把与有机“连接”分子放置在液体溶剂中，以触发自组装过程。研究小组发现，在溶液中逐渐添加连接剂，并改变溶液的温度，使它们能够控制形成的球形粒子的形成和大小。 

研究人员发现，反应条件的微妙变化极大地影响了反应的结果。当研究小组在80°C的铑拖把溶液中加入大量的连接分子，然后迅速将其冷却到室温时，就形成了一种凝胶。然后，研究小组用超临界二氧化碳对凝胶进行处理。这种气体取代了凝胶的液体成分，导致形成了一种超轻的“气凝胶”。 

研究人员在发表在“自然通讯”杂志上的研究报告中总结说：“我们设想通过了解分子尺度几何学和由此产生的宏观形状之间的关系，可以在开发永久多孔且易于材料加工的软物质方面取得真正的进展。”他们说，他们的发现可能导致制造具有永久孔隙度的柔软、灵活的材料。