亚纳米尺度多金属氧簇(POM)模块化组装技术：结构可编程与功能定制新策略

【编辑推荐】来自前沿材料领域的研究人员通过可控组装多金属氧簇(POM)，开发出可在温和条件下模块化构建亚纳米结构(0.7-1.8 nm)的通用方案。该研究利用季铵盐/油胺配体修饰策略，通过四种簇间连接模式（金属阳离子配位/阴离子桥共价/协同非共价/簇-核共组装），3-12小时内即可制备单簇厚度纳米线、簇烯等超结构。这些具有超高表面原子比和电子离域特性的材料，在力学、催化和手性领域展现出突破性应用潜力。

　　

这项突破性研究揭示了如何像搭积木般精准操控多金属氧簇(Polyoxometalate, POM)的组装行为。研究人员开发了一套"分子乐高"技术：首先通过两相法或溶剂热法，给直径0.7-1.8纳米的POM簇穿上季铵盐或油胺的"外套"，随后利用四种"连接件"——金属阳离子诱导的配位连接、阴离子桥接的共价键、协同非共价作用、以及簇-核共组装机制，在温和条件下就能定制出各种亚纳米超结构。

就像纳米世界的3D打印机，该方法3-12小时就能"打印"出单簇厚度的纳米线、具有石墨烯类似结构的"簇烯"(clusterphene)、以及超薄纳米片。这些材料因其表面原子几乎100%暴露的特性，加上POM簇间独特的电子离域效应，在催化领域能大幅提升活性位点利用率，在力学方面可实现原子级精准调控，还能通过手性组装产生新颖光学特性。该技术为原子制造(atomic-level manufacturing)提供了可扩展的解决方案，让"按需设计功能材料"的梦想更近一步。