本网讯（国际有序物质科学研究院）近日，南昌大学国际有序物质科学研究院陈晓刚、秦炎教授等继发现中性X位ABX3型钙钛矿新体系之后，再次取得突破：发现了一例具有自愈合特性的中性X位钙钛矿铁弹晶体(SbF6)Ag(pyrazine)3。研究成果以“Metal-Organic Framework Goes Perovskite: A Self-Healing Neutral X‑Site Perovskite Ferroelastic Crystal”为题发表在Journal of the American Chemical Society上，该工作由南昌大学独立完成。

金属有机框架（MOF）是由金属离子与有机配体自组装形成的晶态功能材料，荣获2025年诺贝尔化学奖。钙钛矿是具有ABX3化学通式的功能材料，已成为当今材料科学最重要的明星体系之一。传统钙钛矿的X位通常由阴离子占据，而MOF则主要依赖中性有机配体与金属节点的配位连接。将MOF与钙钛矿两类功能材料相结合，构建中性分子钙钛矿，是一个极具潜力的创新方向。南昌大学铁电化学团队继利用1,4-二氧六环构建中性X位ABX3型钙钛矿之后（Angew. Chem.Int. Ed. 2026, e3168284），进一步将X位配体拓展至吡嗪中性分子，成功获得了结构动态性更高的中性X位钙钛矿(SbF6)Ag(pyrazine)3（图1）。在该材料中，吡嗪分子作为中性X位与Ag+配位，形成AgN6八面体，通过角共享搭建出三维阳离子骨架，而SbF6-阴离子则作为A位基元填充于空腔之中。这一设计巧妙地将钙钛矿的拓扑构型与MOF的配位连接方式融为一体，是“MOF到钙钛矿”的一次创新示范。

图1. (SbF6)Ag(pyrazine)3的重构型铁弹相变机制与晶体自愈合行为

与传统离子型钙钛矿中X位阴离子刚性固定的情况不同，中性吡嗪分子在晶格中具有更高的转动自由度。正是这种动态性，赋予了材料在相变过程中重构化学键的能力。变温单晶衍射揭示，(SbF6)Ag(pyrazine)3在163 K发生重构型mm2Fm铁弹相变：原本与Ag⁺离子配位的吡嗪分子发生90°翻转，转而通过Ag⁺···π相互作用与Ag⁺离子结合（图1上）。这种Ag+–N配位键与Ag⁺···π相互作用的可逆切换，在钙钛矿材料中尚属首次报道。如此剧烈的晶格重构导致晶体在发生铁弹相变过程中产生大的自发应变，从而在内部出现裂纹（图1下）。然而，当温度回升至室温，结构的可逆恢复使得裂纹完全消失，晶体展现出优异的自愈合行为。

本研究首次报道了通过金属–X配位键与金属···π相互作用的可逆重构来实现晶体自愈合。这一发现不仅为分子晶体的自愈合提供了全新策略，也彰显了中性X位ABX3型钙钛矿在可切换多功能材料领域的巨大潜力。

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c08330

审校：许航、涂金凤、朱文芳