解密金屬有機骨架材料水相下仿生礦化機制探討

金屬有機材料(MOFs)近幾年來已成為材料化學競相研究的孔洞材料，如何將其應用在生物醫學領域中也成非常熱門的研究課題，其原因為MOF材料除了具有高比表面積特性外，可結晶性以及孔洞與結構可調整性，最重要的是與有優良的生物相容性。謝發坤老師與輔仁大學楊小青老師團隊合作，首次揭示水相下「綠色」金屬有機骨架（MOFs）如ZIF-8 (or ZIF-90) 形成結構機制，發現在ZIF-8結構形成中質子(proton)轉移到水中過程扮演重要角色。結合小角到廣角X射線散射多尺度模擬以及量子計算，解析發現ZIF-8早期水溶液中的成核與結晶過程。這項研究結果有助於理解生物仿生礦化背後的分子機制，同時以非晶態MOF核在蛋白質表面作為生長點來進行蛋白質工程具有潛在意義，相關成果已發表在ACS Nano (2024, 18, 36, 25170–2518)

圖示闡明ZIF-8合成過程中水中質子的轉移，揭示了「綠色」金屬有機骨架(MOF)的形成機制。利用原位多尺度X射線散射、模擬和量子計算，確定了ZIF-8在水溶液中成核和結晶的三個不同階段。/化學系提供