水的复杂氢键网络在不同热力学条件下呈现出多样的结构和异常的特性。纳米限域可进一步改变水的结构和性质，并诱导特定的水基元，这对大气水收集等技术应用至关重要。然而，关于纳米限域、特定亲水吸附位点和水基元的关系研究仍然缺乏，限制了新型纳米结构材料在水模板构建中的进一步设计。鉴于此，来自比利时根特大学分子建模中心的Veronique Van Speybroeck教授团队探索了锆基金属有机框架（MOFs）中水的组织形式，这些框架具有不同的孔隙尺寸和化学组成，适合研究水基元的形成机制。研究发现，亲水性MOFs的高度纳米限域性和亲水性位点使得水分子优先在吸附位点附近形成特定水簇，这些簇在适当条件下进一步组织成较大的水簇。结合分析模型，该研究揭示了通过控制吸附位点来精确调控水基元的形成路径的潜力，为纳米限域环境中应用水基元的设计提供了新思路。

文章要点：

1. 该研究首次探讨了锆基MOFs中水的组织形式，揭示了纳米限域和亲水性吸附位点对水簇形成的重要影响。

2. 通过分析模型，该研究为设计特定水基元和水网络的应用提供了理论指导，推动了水模板技术的发展。

参考资料：
Lamaire, A., Wieme, J., Vandenhaute, S. et al. Water motifs in zirconium metal-organic frameworks induced by nanoconfinement and hydrophilic adsorption sites. Nat Commun 15, 9997 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54538-z

10.1038/s41467-024-54538-z