一种机制引导的逆向工程框架用于揭示氢键有机框架的气体分离设计原理
化学物理
2025-05-12 v1 计算物理
摘要
新型构建单元的多样化组合为氢键有机框架（HOFs）提供了广阔的设计空间，使其在气体分离和纯化方面具有巨大前景。然而，由其独特氢键网络所促进的底层分离机制尚未被充分理解。在本工作中，通过建立一个基于材料基因组方法创建的、拥有近 110,000 个结构的假设 HOF 数据库，建立了迭代数据驱动的逆向工程方法，从而全面理解了分离机制。利用从氢键信息中提取的简单而通用的、具有明确物理意义的特征，整个设计空间被用于快速识别通向具有优异 Xe/Kr 分离性能（选择性 >10）的新型 HOF 结构的优化路径。本工作不仅提供了首个大规模 HOF 数据库，还展示了基于模型的迭代逆向设计框架增强的机器学习可解释性，为纳米多孔材料的理性设计用于气体分离提供了新的见解。
引用
@article{arxiv.2505.05749,
title = {A Mechanism-Guided Inverse Engineering Framework to Unlock Design Principles of H-Bonded Organic Frameworks for Gas Separation},
author = {Yong Qiu and Lei Wang and Letian Chen and Yun Tian and Zhen Zhou and Jianzhong Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05749},
year = {2025}
}