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配位聚合物是由金屬離子和有機配體通過配位作用而形成空間網絡結構，因具有優(yōu)異的光、電和磁學性質而在催化、生物成像、光熱治療和藥物輸送等領域表現出重要的應用前景。它們的性質在很大程度上決定于體系中的金屬離子，發(fā)展普適合成配位聚合物微球的方法具有重要應用前景。傳統的合成方法為：在模板上生長不同的配位聚合物，通過刻蝕模板，得到產物；缺點主要有由于金屬離子和配體的作用力的差異，需要優(yōu)化反應條件實現不同的配位聚合物在模板上的生長，使合成變得復雜且耗時。

黃維院士團隊在前期納米顆粒體系離子交換反應研究的基礎上，發(fā)展了一種通過離子交換來合成配位聚合物微球的普適方法。具體為：在合成Co2+-PA（鈷-植酸）空心微球的基礎上，在路易斯酸堿理論的指導下，探索了其和不同金屬離子（包括堿土金屬離子，過渡金屬離子和稀土金屬離子等）的交換行為，實現了空心微球中金屬離子的全部和部分的交換。主要的發(fā)現有：強酸性的金屬離子（比Co2+強）能夠快速實現起始Co2+-PA空心微球中Co2+的交換，且產生形變；中等酸性金屬離子（和Co2+相當）的交換能力和離子半徑相關，離子半徑略大的有利于交換反應；弱酸性金屬離子完全取代Co2+離子則較難。這主要是因為外來的金屬離子需要和植酸中的不同磷酸根配位，當其和磷酸根的作用力較?。ㄈ跛釓妷A）且離子半徑較小時，很難進行完全的離子交換。在進一步的研究中發(fā)現，軟硬酸堿理論可以進一步地解釋所得產物在酸性介質中的穩(wěn)定性，且產物在模擬生理條件具有良好的生物相容性。這一方法的另一特點為：通過全部或部分的離子交換，可以在空心微球中引入功能性金屬離子，拓展產物在生物成像、藥物遞送和催化領域的應用。

相關研究成果以“A General Strategy for Hollow Metal-Phytate Coordination Complex Micropolyhedra Enabled by Cation Exchange”為題，于近日在國際頂級期刊Angewandte Chemie International Edition（德國應用化學）以熱點文章發(fā)表（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI：10.1002/anie.202005892）。陳美玲為文章的第一作者（團隊的研究助理），黃維院士和劉小網教授為文章的共同通訊作者。文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202005892。

西北工業(yè)大學柔性電子研究院（IFE）是以有機電子與柔性電子領域的代表性人物黃維院士領銜、學科高度交叉融合的綜合性研究機構，研究院旨在通過解決柔性電子研究中的關鍵科學問題，孕育顛覆性技術，打造創(chuàng)新引領、國家倚重、社會信任、國際知名的高端科技智庫，同時服務國家重大戰(zhàn)略需求、“一帶一路”倡議和地方經濟發(fā)展，形成高端創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺引領示范效應，支撐國家軍民融合戰(zhàn)略和產業(yè)轉型發(fā)展實現換道超越和開道超車，打造柔性電子國家重點實驗室和相關產業(yè)發(fā)展建設支撐平臺。研究院圍繞柔性有機電子、納米電子、生物電子、先進能源、印刷電子、塑料電子等研究方向，已建成“柔性電子材料與器件工業(yè)與信息化部重點實驗室”、“陜西省柔性電子重點實驗室”、“西安市柔性電子重點實驗室”和“西安市柔性電子工程技術研發(fā)中心”等研究平臺，現有實驗室面積逾12400平方米，建設投資4000多萬元，擁有核磁共振波譜儀、共聚焦成像系統、多波長半導體激光器、真空鍍膜及手套箱一體設備、高效液相色譜、光電測試系統、細胞能量代謝實時測定儀、小動物活體光學成像系統、熒光光譜、中壓層析儀等實驗測試與分析裝置，可以為高水平科研與技術研發(fā)提供支撐。