通过有机小分子共晶体构建特定位点的空位结构

《Crystal Growth & Design》：Construction of Site-Specific Vacancies by Organic Small-Molecule Cocrystals

晶体空位调控材料性能的研究：通过多变量共结晶策略设计具有定制化空位的晶体结构，成功合成HMX-MNX-DMF三元共晶并验证氧空位存在。

　　

晶体中的空位在调节材料性质方面起着关键作用，然而实现对空位形成的精确控制仍然是一个重大挑战。有趣的是，传统的表征技术（如X射线衍射分析，包括粉末XRD和单晶XRD）通常显示，在晶体材料中生成空位前后几乎没有差异。在这项工作中，我们设计了一种通过多组分共结晶来构建具有特定空位的晶体结构的新方法。首先，我们识别并总结了两种具有相似电子云分布的有机小分子HMX和MNX的多晶型，并发现了一种新的MNX晶体形式。其次，合成了七种基于MNX的二元共晶体，并对其无序特性进行了分析，并与相应的HMX晶体进行了比较研究。其中，基于几乎相同的XRD图案，选择了HMX–DMF和MNX–DMF共晶体。第三，对这些共晶体中的电荷分布进行的计算模拟证实了三元共晶体形成的可行性。最后，通过简单的冷却结晶过程，成功制备出了HMX–MNX–DMF三元共晶体，该晶体确实具有预期的氧空位。这种系统的筛选和构建方法为设计适用于特定应用的工程化空位晶体提供了一种强大的工具。