在上个世纪,分子晶体主要用作通过X射线衍射确定分子结构的手段,尽管随着本世纪的结束,分子晶体对电场、磁场和光场的响应表明,分子晶体的物理性质与分子本身的多样性一样丰富。近日,纽约大学Panče Naumov、Bart Kahr、沙特阿拉伯健康大学Rabih O. Al-Kaysi、加州大学Christopher Bardeen、明尼苏达大学Changquan Calvin Sun、吉林大学Hongyu Zhang等人综述研究了分子晶体的力学性质和特性。
1) 作者首先概述了将分子晶体与金属和陶瓷等传统材料区分开来的特殊考虑因素。许多分子晶体在某些条件下生长时会发生自身变形。它们是否对内在应力、外力或生长晶体场之间的相互作用做出反应仍然是一个悬而未决的问题。单晶的光反应性一直是有机固态化学的一个主要主题;然而,传统上研究的重点是反应立体和区域特异性。然而,由于光致化学在晶体中各向异性地建立应力,使得所有类型的运动都可以被驱动。
2) 光化学与单晶跳跃、扭曲、断裂、分层、摇摆和滚动反应之间的相关性已经成为一个新的研究领域。而计算晶体学不仅可以对机械响应进行解释,而且还可预测响应本身。这就需要采用基于经典力场的分子动力学模拟、基于密度泛函理论的方法,以及使用机器学习来预测算法。最后,作者综述了机械性质对药物研磨和压片的重要性,该领域仍以小分子晶体组成的活性成分为主。由于缺乏关于分子晶体的强度、硬度、杨氏模量和断裂韧性的数据,因此还需要改进测量技术和概念工具。
Wegood M. Awad et.al Mechanical properties and peculiarities of molecular crystals Chem. Soc. Rev 2023
DOI: 10.1039/D2CS00481J
https://doi.org/10.1039/D2CS00481J