【新华社】一个大分子如何从比它小的孔中穿过？科研人员弄清楚了

　　新华社客户端武汉5月30日电（记者谭元斌）《科学》杂志日前发表了我国科研团队的一项重要成果，揭示了分子扩散突破孔径限制的微观机制，解决了一个较大尺寸的分子如何从比它小的孔道中穿过这一长期困扰学术界的问题。

　　记者日前从中国科学院精密测量科学与技术创新研究院了解到，清华大学化学工程系魏飞研究团队与该院郑安民研究团队合作开展了相关研究。他们采用分子筛皮米电镜原位成像策略并结合从头算分子动力学模拟，实现了苯分子吸脱附行为和分子筛骨架结构动态演变的原位实时观测。由此，科研人员发现了刚性分子筛的亚单胞拓扑柔性结构特点。

　　据悉，分子筛是一类具有有序微孔结构的刚性骨架材料，广泛应用于石油化工、煤化工、二氧化碳转化、环境治理和气体分离等多个领域。它利用三维纳米级孔道对不同大小的分子进行筛分，在微观层面对分子运动和反应行为进行精准限域控制，从而实现高附加值产品的高选择性制备。

　　在实际应用过程中，人们发现能在孔道中扩散或生成的最大分子直径往往大于晶体学孔径，突破了分子筛孔道的刚性几何限制。长期以来，这一现象发生的原因一直悬而未决。

　　团队成员、清华大学化学工程系陈晓博士谈到，“刚性分子筛的亚单胞拓扑柔性结构特点很好地解释了一个较大尺寸的分子为何能够从比它小的孔道中穿过，这是分子筛择形催化基础研究领域取得的重大突破”。中科院精密测量院郑安民研究员进一步指出,“高精度的理论模拟能够在皮秒水平下提供分子筛催化剂吸附扩散行为的原位信息，将微观世界原子分子的动态过程像电影一样呈现在我们眼前。”

　　编辑：彭勇

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