多变量MOF（左）的棒可以用不同的金属原子（彩色球）编程，以做一系列化学任务，例如受控药物释放，或者编码数字计算机中的信息和零。
MOF中的金属原子的读数序列允许编码多种化学功能。
人造分子可以一天形成新型计算机的信息单元，或者是可编程物质的基础。该信息将被编码在近似原子的空间排列中 - 类似于基对序列确定DNA的信息含量的空间排列，或者零的序列以及形成计算机的存储器的信息。
加州大学伯克利和鲁尔大学的研究人员已经迈向这一愿景。他们表明原子探测层析成像可用于读取多元金属 - 有机框架中金属离子的复杂空间布置。
金属 - 有机框架（MOF）是通过有机单元连接在一起的多金属节点的晶体多孔网络，以形成明确定义的结构。为了使用一系列金属编码信息，首先必须读取金属布置。然而，阅读安排非常具有挑战性。最近，由于这种多变量结构能够提供的广泛信息，所以表征金属序列的兴趣正在增长。
从根本上说，没有方法可以在MOF中读取金属序列。在目前的研究中，研究团队通过使用原子探测断层扫描（APT）成功完成，其中基于波鸿的材料科学家童李是一位专家。研究人员选择了2005年由Yaghi集团制造的MOF-74，作为感兴趣的对象。他们设计了具有钴，镉，铅和锰的混合组合的MOF，然后使用APT解密它们的空间结构。
李，摩擦研究所的原子规模特征研究组教授和负责人，将该方法与Zhe Ji博士在线科学的UC Berkeley的Zhe Ji和化学教授奥马尔·雅加博士。 2020年。
与生物学一样复杂
在未来，MOF可以构成可编程化学分子的基础：例如，可以对MOF进行编程，以将活性药物成分引入体内以靶向感染的细胞，然后将活性成分分解成无害物质，一旦它不再需要。或MOF可以被编程，以在不同的时间释放不同的药物。
“这是非常强大的，因为你基本上是编码留下毛孔的分子的行为，”Yaghi说。
它们还可用于捕获二氧化碳，同时将CO2转换为化学工业的有用原料。
“从长远来看，这种具有编程原子序列的结构可以完全改变我们对材料综合的思考方式，”写作作者。“综合世界可以达到先前保留的全新的精度和复杂程度。”
参考：“多元金属 - 有机框架中的金属测序”由Zhe Ji，Tong Li和Omar M. Yaghi，7月20日，Science.doi：
10.1126 / science.aaz4304
