配位聚合物应用多领域 推动新材料发展

化学与人类的生活与健康密切相关。内蒙古大学刘志亮教授研究团队进行了功能配位聚合物的设计、可控合成及性能研究，项目以功能配位聚合物为研究对象，以宏观性质（化学传感、药物控制释放及生物成像）与微观结构（金属离子、配体分子、聚集态）之间内在关系为主线，集中围绕功能配位聚合物的可控合成及其在化学传感、药物控制释放及生物成像等方面的应用开展工作。该项目获得了2019年度自治区自然科学一等奖。

研究团队在功能导向新型功能配位聚合物的设计及可控制备方面，根据结构与功能之间的关系及其规律，设计、合成了系列新型功能配位聚合物。基于功能基元及材料体系理论，利用“分子工程”及“晶体工程”方法，以3d过渡金属离子及稀土金属离子为节点（nodes），以包含特定官能团的有机桥联配体为连接体（linkers）,设计合成了系列具有关键功能基元和特殊结构的新型功能配位聚合物。获得了金属掺杂结构、多级孔结构、包覆结构、主-客体结构的功能配位聚合物新材料体系，实现了配位聚合物材料功能的增强与复合。

该研究成果实现了功能化MOFs在化学传感中的应用。基于金属有机框架（MOFs）独特的结构及可修饰特性，将其应用于基于荧光信号变化的化学传感。研究团队设计了一系列可后修饰（postsynthetic modification）的荧光MOFs材料，实现了对爆炸物（硝基化合物）、环境中常见无机离子、生物标记物等离子与分子的高选择性、高灵敏度识别，为相关物质的高选择性、高灵敏检测提供了具有实际应用价值的创新技术方案。

研究团队将功能化MOFs应用于药物控制释放及多模态生物成像。基于MOFs具有可调节的晶格孔径大小及可修饰性，在配位聚合物研究领域率先构筑了集细胞靶向、药物负载、荧光成像、磁共振成像等双功能或多功能为一体的药物递送新体系，获得了具有疾病诊断与治疗价值的新材料。

经过十多年的系统攻关，研究团队建立并发展了新的配位聚合物组装理论与方法，实现了对配位聚合物微观结构及宏观性质的调控，发展了功能基元的组装方法和技术，为实现配位聚合物功能导向的结构设计和可控制备提供了新理论、新方法与新材料体系。拓展了功能配位聚合物在化学传感、药物控制释放、多模态生物成像等领域中的应用。

（来源：自治区科技厅成果转化处）