پیش بینی خواص چارچوب های فلزی-آلی MOF به کمک محاسبات نظری

دانشمندان و پژوهشگران شیمی محاسباتی توانستند به کمک محاسبات نظری خواص و ویژگی های انواع چارچوب های فلزی-آلی را پیش بینی کنند. تطبیق پذیری شیمیایی و ماهیت مدولار چارچوب های فلزی-آلی (MOF) آنها را به مواد معدنی-آلی ترکیبی منحصر به فرد برای چندین کاربرد مهم تبدیل می کند. از نقطه نظر محاسباتی، مدل‌سازی از ابتدا یا ab initio ترکیب های MOFها یک کار چالش برانگیز و سخت است، به ویژه زمانی که سیستم به اندازه MOF‌های غول‌پیکر می‌رسد. در اینجا محققان نشان داده اند که چگونه روش sol-3c می تواند به طور قابل توجهی خواص MOF ها را برای محققان آشکار کند.

ABSTRACT
The chemical versatility and modular nature of Metal–Organic Frameworks (MOFs) make them unique hybrid inorganic–organic materials for several important applications. From a computational point of view, ab initio modeling of MOFs is a challenging and demanding task, in particular, when the system reaches the size of gigantic MOFs as MIL-100 and MIL-101 (where MIL stands for Materials Institute Lavoisier) with several thousand atoms in the unit cell. Here, we show how such complex systems can be successfully tackled by a recently proposed class of composite electronic structure methods revised for solid-state calculations. These methods rely on HF/density functional theory hybrid functionals (i.e., PBEsol0 and HSEsol) combined with a double-zeta quality basis set. They are augmented with semi-classical corrections to take into account dispersive interactions (D3 scheme) and the basis set superposition error (gCP).