研究人员第一次获得了被困在一系列分子“笼子”中的单个二氧化碳分子的图像——他们从生物学家那里借用了一种成像技术来做到这一点。金属有机框架(MOFs)是一种特别多孔的聚合物,旨在捕获特定的气体分子,让科学家分离或净化各种蒸汽。即使是少量的气体也能消耗大量的气体:一克的气体吸收表面积几乎有两个足球场那么大。MOFs被提议用于在汽车油箱或燃料电池中储存氢气(不需要额外的冷却),以及在许多其他用途中捕获和存储导致地球变暖的二氧化碳排放。

来源:阿曼达Montañez;来源:“金属-有机框架中原子表面和主客体化学的低温电子显微镜结构”,李玉章等人,在第1卷第2期;2019年8月7日

斯坦福大学的材料科学家李玉章和他的同事们检测了CO2在用透射电子显微镜捕捉MOF时,他们发现仪器强大的电子束“刚刚融化了”蜂窝状的框架,李说。因此,研究人员尝试了一种生物学家在为脆弱的蛋白质、病毒和细胞器成像时经常使用的方法:他们使用液氮在零下170摄氏度的温度下冷冻和稳定物质,同时降低电子束的强度。这种方法可以让他们拍摄长时间曝光的照片——不仅仅是被称为ZIF-8的材料本身的切片(而且中间),而是狱警2被困其中的分子().研究小组在8月份的《。》杂志上发表了研究结果

加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的材料化学家杰弗里·朗(Jeffrey Long)没有参与这项研究,他说,这种快速冷冻过程将使MOFs如何捕获气体的详细研究成为可能。例如,李说,未来的工作可能会生成3d图像,以研究材料吸入气体的速度和效率。