沸石是一種以高表面積著稱的二氧化硅基化合物，作為吸收劑和催化具有許多商業(yè)應(yīng)用。由于天然沸石的功能與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此新型沸石意味著新應(yīng)用的可能性。理論計(jì)算預(yù)測了數(shù)百萬種可能的沸石，但僅分離出約200種沸石。這種奇怪的現(xiàn)象被稱為“沸石難題”，并假設(shè)必須滿足某些標(biāo)準(zhǔn)才能使理論沸石在合成上可行。

新研究表明，通過使用與傳統(tǒng)溶膠-凝膠水熱方法不同的策略，合成“不可行”的沸石結(jié)構(gòu)是可能的。來自捷克共和國科學(xué)院、圣大學(xué)的MichalMazur、PaulS.Wheatley、MartaNavarro、WieslawJ.Roth、MiroslavPolo?ij、AlvaroMayoral、PavlaEliá?ová、PetrNachtigall、Ji?í?ejka和RussellE.Morris安德魯斯大學(xué)、布??拉格查爾斯大學(xué)和薩拉戈薩大學(xué)已經(jīng)展示了兩種不可行的二氧化硅基沸石IPC-9和IPC-10的合成和表征，使用組裝-拆卸-組織-重組合成機(jī)制。他們的工作發(fā)表在最近一期的《自然化學(xué)》上。
該研究的作者之一拉塞爾·莫里斯博士認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)從一個(gè)數(shù)量級(jí)上從根本上改變了可能可用的沸石框架的數(shù)量。”?“這意味著具有新特性的新拓?fù)涞谝淮慰晒┛茖W(xué)家實(shí)際瞄準(zhǔn)。
因?yàn)樗幸阎姆惺純A向于在能量密度圖中的某個(gè)區(qū)域（可行沸石的范圍）內(nèi)，作者假設(shè)制造不可行沸石的限制因素是傳統(tǒng)的溶劑熱法。這種合成通常包括在堿性溶液中加熱二氧化硅幾天。因?yàn)樗且粋€(gè)可逆過程，在可行沸石范圍之外的沸石不能被分離。

馬祖爾等人采用組裝-拆卸-組織-重新組裝機(jī)制，他們之前報(bào)道過作為制造沸石的替代方法。這種合成首先涉及構(gòu)建一種已知的沸石，沿結(jié)構(gòu)層破壞沸石，然后通過在與其低能構(gòu)象略微偏移的層之間插入“連接器”來重建它。這使得形成的沸石具有比以前分離的更大的孔徑和更大的結(jié)構(gòu)應(yīng)變，從而使沸石具有比預(yù)期密度更高的能量。為了制造這種高能構(gòu)型，作者使用膽堿陽離子作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。陽離子嵌入沸石層之間，將它們固定到位，直到去除膽堿并重新組裝這些層的煅燒步驟。具有氧橋的層形成IPC-9。如果添加額外的硅，則帶有硅橋的層會(huì)形成IPC-10。

另外，X射線衍射和TEM研究證實(shí)了IPC-9和IPC-10的計(jì)算導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，并表明兩者都包含2D通道系統(tǒng)。重要的是，當(dāng)放在所有已知沸石的能量密度圖上時(shí)，IPC-9位于已知（可行）沸石區(qū)域的外邊緣，而IPC-10位于該區(qū)域之外，具有比任何已知沸石更高的骨架能量具有比較骨架密度的沸石。作者指出，IPC-9和IPC-10至少不符合先前被視為“不可行”沸石的局部原子間距離標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)。

這種機(jī)制允許高能“不可行”沸石的可預(yù)測和受控形成，并揭示沸石難題。由于制造沸石的傳統(tǒng)方法涉及可逆反應(yīng)，因此只有低能沸石是可行的合成目標(biāo)。這里介紹的程序允許構(gòu)建曾經(jīng)被認(rèn)為不可行的沸石。據(jù)莫里斯博士說，這項(xiàng)研究的下一步是發(fā)現(xiàn)如何在催化、氣體分離和其他應(yīng)用中利用它們的獨(dú)特特性，相信沸石能夠給人們帶來更多驚喜。