朱满洲/盛鸿婷团队实现特定性能纳米复合材料的构建及调控

近日，朱满洲/盛鸿婷团队利用固态机械化的方法，实现了纳米团簇在各种网状框架材料中的封装，使得具有不同电荷、配体和油/水溶性纳米团簇的复合成为可能，显著拓宽了APNCs@网状框架复合材料的范围，并成功建立了21种具有特定性能的纳米复合材料数据库。相关工作以In Situ Encapsulation of Atomically Precise Nanoclusters in Reticular Frameworkss via Mechanochemical Synthesis为题在材料学科顶级期刊《Advanced Materials》上在线发表（doi:10.1002/adma.202412768）。安徽大学化学化工学院博士后李一鸣、硕士生施董霞和Avogadral Solutions公司袁建为论文共同第一作者，化学化工学院朱满洲教授、盛鸿婷教授和北京科技大学胡淑贤教授为论文共同通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。

原子精确纳米团簇（APNCs）与金属-有机框架（MOF）、共价-有机框架（COF）和氢键有机框架（HOF）等网状框架材料的结合，具有在原子水平上优化和调整结构的潜力，从而实现特定性能纳米复合材料的按需构建和调控。传统的液相合成方法限制了APNCs与网状框架材料的多样性，阻碍了其潜力的充分发挥。

朱满洲/盛鸿婷团队利用固态机械化的方法，实现了纳米团簇在各种网状框架材料中的封装，该方法操作条件温和，不仅保证了APNCs在封装过程中的结构完整性，而且有效地阻止了它们的迁移和聚集。所得的APNCs@网状框架复合材料为APNCs提供了特定的微环境，同时显著提高了材料的稳定性。通过对网框材料的优化，在模拟酶反应中，定制Au25@HOF-101材料的催化效率比游离Au25簇的催化效率高315倍。此外，该方法的固定化过程对天然酶足够温和，允许定制多组分集成的纳米复合材料，例如成功定制了天然酶和APNCs多功能催化剂：GOx/Au25@UiO-66（GOx = 葡萄糖氧化酶）。这种创新的合成方法可在APNCs@网状框架体系中灵活选择网状框架和APNCs种类，以构建具有不同应用场景的特定性能纳米复合材料。

图. APNCs@网状框架复合材料的相关催化性能