
【化】 crystal engineering
crystal; crystalloid
【化】 crystal
【医】 Crys.; crystal
engineering; project; work
【机】 engineering; process
晶体工程(Crystal Engineering)是一门跨学科领域,旨在通过理性设计分子或离子间的相互作用,构建具有预设结构和功能的晶体材料。该术语在汉英词典中对应为“晶体工程/Crystal Engineering”,其核心是结合化学、材料科学与工程学原理,实现分子尺度到宏观性能的精准调控。
从学科内涵看,晶体工程涉及三个关键维度:
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其定义为“基于分子识别原理构筑功能性超分子体系”的科学(来源:IUPAC技术报告)。当前该领域的前沿研究聚焦于金属-有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)材料的定向合成。
晶体工程是通过设计和控制分子或离子在晶体中的排列方式,以开发具有特定功能材料的多学科交叉领域。以下是其核心要点:
晶体工程是分子工程学的重要分支,旨在通过分子间相互作用(如氢键、范德华力等)调控晶体结构,从而设计出满足特定需求的新材料。其核心在于实现“从分子到材料”的转化路径。
该概念由Von Hippel于1962年提出,最初作为“分子工程”的一部分。随着发展,其研究范围扩展至固态分子相互作用、结构预测与调控、新型合成技术等领域,并强调实验与计算的结合。
晶体工程在材料科学中具有广泛应用,例如:
当前研究聚焦于动态晶体材料(如刺激响应型材料)和多尺度结构调控,同时借助人工智能提升结构预测效率。新兴技术如“绿色晶体工程”也受到关注,强调环境友好型合成方法。
如需更深入的技术细节或案例,可参考权威期刊《Crystal Growth & Design》的最新特刊。
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