近日，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院張洪題團(tuán)隊(duì)與李濤團(tuán)隊(duì)通力合作，使用微納米力學(xué)研究方法在電子顯微鏡內(nèi)對一類使用“分子砌塊”策略合成的“超輕”（密度小于水）MOF中空顆粒的機(jī)械性能進(jìn)行了原位的定量研究。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，樣品尺寸對MOF（金屬有機(jī)框架）顆粒的屈服強(qiáng)度、楊氏模量和比強(qiáng)度都有著顯著影響，呈現(xiàn)出類似于“Hall-Petch關(guān)系”的“愈小愈強(qiáng)”尺寸效應(yīng)。研究表明，此類低密度空心MOF的屈服強(qiáng)度達(dá)到了580MPa，與鋼鐵相當(dāng)，其比強(qiáng)度能媲美玻璃碳網(wǎng)格等機(jī)械超材料。通過對尺寸在百納米級別的MOF顆粒的機(jī)械性能和形變機(jī)制的系統(tǒng)性原位試驗(yàn)和理論分析，該研究使人們對MOF材料的力學(xué)特性有了更直觀、清晰的認(rèn)識和理解，同時(shí)展現(xiàn)了通過分子砌塊和化學(xué)合成手段制備納米尺度“超材料”的可能性。

該成果以Exploration of hierarchical metalorganic framework as ultralight, high-strength mechanical metamaterials為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of the American Chemical Society上。上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2019級碩士研究生邢毓蕊為第一作者，張洪題教授、李濤教授和北京航空航天大學(xué)胡大勇教授為共同通訊作者，上?？萍即髮W(xué)為第一完成單位。