弱力奇蹟：超材料突破改寫材料科學

京都大學研究團隊成功開發出革命性的三維凡得瓦力框架材料，展現出卓越的穩定性和多孔性。這項突破性發現顛覆了過去對凡得瓦力限制的認知，為氣體儲存、碳捕捉等應用提供了可擴充套件且可回收的材料工程解決方案。

這項發表於《自然化學》期刊的研究，首次利用八面體金屬有機多面體（MOPs）作為建構單元，成功打造出三維凡得瓦力開放框架（WaaFs）。這些框架不僅具有高度穩定性與多孔性，更能可逆組裝，使其在氣體儲存、分離與催化等領域展現極大應用潛力。

儘管過去普遍認為凡得瓦力過於微弱，無法支撐穩定的開放框架材料，但WaaFs卻展現出驚人的三維結構穩定性。這些材料在攝氏593度的高溫下仍能保持完整，且表面積超過2,000 m²/g，在工業應用上極具效率。

WaaFs的關鍵優勢在於其可在溶液中進行拆解與重組，這特性不僅實現了可擴充套件生產，更賦予材料可回收性。其可調節的多孔性與優異的化學穩定性，使WaaFs在氣體儲存、碳捕捉、水收集與催化等領域展現出極大應用前景。

京都大學整合細胞材料科學研究所（iCeMS）的Shuhei Furukawa教授強調：「這項研究挑戰了長期以來認為凡得瓦力過於微弱而無法建構穩定框架的假設。透過精密的超分子設計，我們證明瞭這些相互作用可被運用來創造具有實際應用價值的堅固且高度多孔的材料。」

研究主要負責人Shun Tokuda先生補充道：「這項發現重新定義了多孔材料的設計原則，展示了一種兼具可擴充套件性與可回收性的材料工程新方法。WaaFs為氣體分離、儲存等領域提供了創新解決方案。」

參考文獻：Shun Tokuda與Shuhei Furukawa，《三維凡得瓦力開放框架》，2025年3月18日，《自然化學》。DOI: 10.1038/s41557-025-01777-0