论文DOI：10.1002/anie.202014673本论文提出了一种客体分子诱导策略，调控二维金属有机骨架纳米片层间扭转或规整堆积，并作为气相色谱分离固定相，实现了六组二取代苯异构体的高效分离。
具有超薄厚度的二维层状纳米材料，如石墨烯、二硫化钼等，由于其独特的性质，受到广泛关注，被成功应用于电池、传感器、医疗电子等多个领域。最新的研究报道指出，二维层状材料层与层之间的扭转和堆积会对材料的导电性、传热性、稳定性等具有重要影响。例如，约1.1度魔角扭转后的双层石墨烯展现出超导特性。因此，调控二维层状材料层与层之间的扭转和堆积具有重要意义。
二维金属有机骨架（2-D MOFs）纳米片是一种由金属离子和有机配体自组装形成的新型层状多孔材料。与三维块体材料相比，2-D MOF纳米片具有厚度薄、比表面积大、暴露的活性位点更多等优点，因此成为近年来研究的热点之一，被广泛应用于催化、荧光传感和气体吸附分离等领域。与传统二维片层材料相似，2-D MOFs纳米片的性质也可以通过调控材料层间扭转和堆积的方式来实现，这有利于进一步挖掘和开发材料的新功能与新应用。▲图1. 客体分子诱导纳米片扭曲和规整堆积的示意图。
合成具有良好热稳定性的2-D Zr-BTB纳米片，通过选择不同的客体分子与纳米片进行相互作用，对二维金属有机骨架纳米片扭转和堆积进行分子水平上的精确调控。▲图2. 扭曲和规整堆积的表征和模拟计算能量分布。
球差电镜高角环形暗场成像表明，甲苯（MB）和乙酸乙酯（EA）分子诱导纳米片形成特定角度的扭转堆积。MB诱导的纳米片层间扭转角度为12o、18o、24o；EA诱导的纳米片层间扭转角度为6o、18o、24o、30o。这是由于两者分别与纳米片骨架之间产生不同的π-π相互作用和静电作用导致的。进一步的分子力学模拟计算不同角度下纳米片的能量，结果显示在0o-30o内纳米片的能量呈上下波动，而在特定角度（6o、12o、18o、24o、30o）下的纳米片具有区域能量最低值，与实验结果一致。与MB和EA不同，直链烷烃分子凭借空间位阻效应从垂直方向插入纳米片孔道中，通过与骨架之间产生疏水作用诱导纳米片层间对齐，形成规整堆积，球差电镜高角环形暗场成像表明米片层间扭转角度为0o。▲图3. 2-D Zr-BTB纳米片气相色谱柱分离异构体的色谱图。
规整堆积的纳米片具有规则有序的纳米孔道。将其作为色谱固定相涂敷的毛细管柱能够高效分离六组二取代苯异构体，这一结果明显优于扭曲堆积纳米片色谱柱和商业色谱柱（HP-5和VF-MAX）。这项工作通过调控客体分子与MOF纳米片之间的相互作用，为定向调控纳米片扭转与堆积提供了一个新的策略，有望应用于气体分离膜、微纳传感器等方向。
