综述：柔性金属有机框架的多样化功能应用

这篇综述系统阐述了柔性金属有机框架（FMOFs）的动态特性与多功能应用，重点探讨了其“呼吸效应”（breathing）、结构调控策略（如配体选择、金属节点设计）及在药物递送（drug delivery）、气体存储/分离（CO2 /CH4 ）、质子传导（proton transfer）、催化（catalysis）等领域的突破性进展，为开发智能响应材料提供了理论支撑。

　　

柔性金属有机框架的合成策略

柔性金属有机框架（FMOFs）的构建依赖于配体、金属离子和合成条件的精准调控。有机配体可分为刚性（如1,4-苯二甲酸，bdc）和柔性（如含烷烃链的bpee）两类，而金属离子多选用d/f区元素（如Zn²⁺
、Cr³⁺
）。水热/溶剂热法是主流合成方法，通过调节pH、溶剂比例等参数可定向诱导框架动态行为。

动态行为与调控机制

FMOFs的“呼吸效应”表现为孔隙可逆膨胀/收缩，例如MIL-53(Al)在CO₂
吸附时经历窄孔（np）→大孔（lp）转变。门控效应（gate-opening）则见于DUT-8(Ni)，其孔隙仅在特定压力阈值下开放。通过配体功能化（如-SO₃
H修饰）或金属掺杂（Co²⁺
替代Zn²⁺
）可精确调控响应阈值。

生物医学应用突破

在药物递送领域，MIL-53(Fe)负载布洛芬后实现21天缓释，归因于框架-药物氢键相互作用。ZIF-8搭载抗癌药5-氟尿嘧啶（5-FU）时，酸性环境触发快速释放，展现pH响应特性。此外，Fe-MOFs作为一氧化氮（NO）载体，在血管治疗中潜力显著。

能源与环境应用

FMOFs在气体分离中表现卓越：Flex-Cd-MOF-2通过孔隙自适应实现C₂
H₂
/CO₂
高效分离，而BUT-8(Cr)A的磺酸基团赋予其12.7×10^?2
S cm^?1
的质子电导率，适用于燃料电池。负气体吸附（NGA）现象在DUT-49中的发现，为甲烷存储提供了新思路。

前沿传感与发光技术

Cu^I
-MOF通过卤代溶剂触发的发光“开关”效应，成为多色传感器；NKU-128则通过压力/温度调控3-TPPA发色团，实现全光谱发射。Al-MIL-53-NO₂
混合膜对H₂
S的检测限达92.31 nM，凸显其在环境监测中的价值。

挑战与展望

尽管FMOFs在机械稳定性、规模化生产方面仍存瓶颈，但计算模拟（如蒙特卡洛分子动力学）和原位表征技术的发展正加速其商业化进程。未来，多功能集成FMOFs或将在人工酶、智能涂层等领域开辟新赛道。