Metal–organic framework
મેટલ-ઓર્ગેનિક માળખા (એમ. ઓ. એફ.) એ એક, બે અથવા ત્રિ-પરિમાણીય માળખાઓ બનાવવા માટે કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ સાથે સંકલિત મેટલ ક્લસ્ટર્સ (એસ. બી. યુ. તરીકે પણ ઓળખાય છે) ધરાવતા સંયોજનોનો એક વર્ગ છે. સમાવિષ્ટ કાર્બનિક લિગાન્ડ્સને કેટલીકવાર "સ્ટ્રટ્સ" અથવા "લિંકર્સ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેનું એક ઉદાહરણ 1,4-બેન્ઝેનેડીકાર્બોક્સિલિક એસિડ (બીડીસી) છે. વધુ ઔપચારિક રીતે, ધાતુ-કાર્બનિક માળખું એ ધાતુના આયનો અને કાર્બનિક લિંકરમાંથી બનેલું સંભવિત છિદ્રાળુ વિસ્તૃત માળખું છે. વિસ્તૃત માળખું એ એક માળખું છે જેના પેટા એકમો સતત ગુણોત્તરમાં જોવા મળે છે અને પુનરાવર્તિત પેટર્નમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. એમઓએફ એ સંકલન નેટવર્કનો પેટા વર્ગ છે, જે એક પરિમાણમાં પુનરાવર્તિત સંકલન સંસ્થાઓ દ્વારા વિસ્તરેલું સંકલન સંયોજન છે, પરંતુ બે અથવા વધુ વ્યક્તિગત સાંકળો, લૂપ્સ અથવા સ્પિરો-લિંક્સ વચ્ચે ક્રોસ-લિંક્સ અથવા બે અથવા ત્રણ પરિમાણોમાં પુનરાવર્તિત સંકલન સંસ્થાઓ દ્વારા વિસ્તરેલું સંકલન સંયોજન છે. એમઓએફ સહિત સંકલન નેટવર્ક આગળ સંકલન પોલિમર સાથે સંબંધિત છે, જે એક, બે અથવા ત્રણ પરિમાણોમાં વિસ્તરેલી પુનરાવર્તિત સંકલન સંસ્થાઓ સાથે સંકલન સંયોજન છે. સાહિત્યમાં નોંધાયેલા મોટાભાગના એમઓએફ સ્ફટિકીય સંયોજનો છે, પરંતુ તેમાં આકારહીન એમઓએફ અને અન્ય અવ્યવસ્થિત તબક્કાઓ પણ છે. એમ. ઓ. એફ. માટે મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, છિદ્રો મહેમાન અણુઓ (ઘણીવાર દ્રાવકો) ના નાબૂદી દરમિયાન સ્થિર હોય છે અને અન્ય સંયોજનો સાથે ફરીથી ભરી શકાય છે. આ ગુણધર્મને કારણે, એમઓએફ હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ જેવા વાયુઓના સંગ્રહ માટે રસ ધરાવે છે. એમ. ઓ. એફ. ના અન્ય સંભવિત ઉપયોગો ગેસ શુદ્ધિકરણમાં, ગેસ અલગ કરવામાં, પાણીના ઉપચારમાં, ઉત્પ્રેરણમાં, વાહક ઘન પદાર્થો તરીકે અને સુપરકેપેસિટર્સ તરીકે છે. એમ. ઓ. એફ. નું સંશ્લેષણ અને ગુણધર્મો (લેટિનમાંથી, "સ્મોલ નેટ") તરીકે ઓળખાતી શાખાનું પ્રાથમિક કેન્દ્ર છે. એમઓએફથી વિપરીત, સહસંયોજક કાર્બનિક માળખા (સીઓએફ) સંપૂર્ણપણે વિસ્તૃત માળખાઓ સાથે હળવા તત્વો (એચ, બી, સી, એન અને ઓ) માંથી બનાવવામાં આવે છે. માળખું એમ. ઓ. એફ. બે મુખ્ય ઘટકોથી બનેલું છેઃ એક અકાર્બનિક ધાતુ સમૂહ (જેને ઘણીવાર ગૌણ-નિર્માણ એકમ અથવા એસ. બી. યુ. તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) અને લિંકર તરીકે ઓળખાતો કાર્બનિક અણુ. આ કારણોસર, સામગ્રીને ઘણીવાર સંકર કાર્બનિક-અકાર્બનિક સામગ્રી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. કાર્બનિક એકમો સામાન્ય રીતે મોનો-, ડી-, ટ્રાઇ-અથવા ટેટ્રાવેલેન્ટ લિગાન્ડ હોય છે. ધાતુ અને લિંકરની પસંદગી માળખું અને તેથી એમઓએફના ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુની સંકલન પસંદગી ધાતુ સાથે કેટલા લિગાન્ડ્સ જોડાઈ શકે છે અને કયા દિશામાં જોડાઈ શકે છે તે નિર્ધારિત કરીને છિદ્રોના કદ અને આકારને પ્રભાવિત કરે છે. એમઓએફના માળખાને વર્ણવવા અને ગોઠવવા માટે, નામકરણની એક પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવી છે. એમ. ઓ. એફ. ના પેટા એકમો, જેને સેકન્ડરી બિલ્ડિંગ યુનિટ્સ (એસ. બી. યુ.) કહેવાય છે, તેને વિવિધ માળખાઓમાં સામાન્ય ટોપોલોજી દ્વારા વર્ણવી શકાય છે. દરેક ટોપોલોજી, જેને નેટ પણ કહેવામાં આવે છે, તેને એક પ્રતીક સોંપવામાં આવે છે, જેમાં બોલ્ડમાં ત્રણ લોઅર-કેસ અક્ષરો હોય છે. એમઓએફ-5, ઉદાહરણ તરીકે, પી. સી. યુ. નેટ ધરાવે છે. એસબીયુ સાથે જોડાયેલા બ્રિજિંગ લિગાન્ડ્સ છે. એમ. ઓ. એફ. માટે, લાક્ષણિક બ્રિજિંગ લિગાન્ડ્સ ડાય-અને ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ છે. આ લિગાન્ડ્સમાં સામાન્ય રીતે સખત કરોડરજ્જુ હોય છે. ઉદાહરણોમાં બેન્ઝિન-1,4-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ (બી. ડી. સી. અથવા ટેરેફ્થાલિક એસિડ), બાયફિનાઇલ-4,4-ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ (બી. પી. ડી. સી.) અને ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ ટ્રાઇમેસિક એસિડ છે. સંશ્લેષણ સામાન્ય સંશ્લેષણ એમઓએફના અભ્યાસના મૂળિયા સંકલન રસાયણશાસ્ત્ર અને ઘન-સ્થિતિ અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં છે, પરંતુ તે એક નવા ક્ષેત્રમાં વિકસ્યું છે. વધુમાં, એમ. ઓ. એફ. નું નિર્માણ કાર્બનિક લિગાન્ડ્સને જોડવાથી કરવામાં આવે છે જે સમગ્ર સંશ્લેષણ દરમિયાન અકબંધ રહે છે. ઝીઓલાઇટ સંશ્લેષણ ઘણીવાર "નમૂના" નો ઉપયોગ કરે છે. નમૂનાઓ એ આયન છે જે વધતી જતી અકાર્બનિક માળખાની રચનાને પ્રભાવિત કરે છે. લાક્ષણિક ટેમ્પ્લેટિંગ આયનો ચતુર્થાંશ એમોનિયમ કેટાયન છે, જે પછીથી દૂર કરવામાં આવે છે. એમઓએફમાં, માળખું એસબીયુ (સેકન્ડરી બિલ્ડિંગ યુનિટ) અને ઓર્ગેનિક લિગાન્ડ્સ દ્વારા ટેમ્પ્લેટ કરવામાં આવે છે. એક ટેમ્પ્લેટિંગ અભિગમ જે ગેસ સંગ્રહ માટે બનાવાયેલ એમ. ઓ. એફ. માટે ઉપયોગી છે તે એન, એન-ડાઇઇથિલફોર્માઇડ અને પાણી જેવા ધાતુ-બંધનકર્તા દ્રાવકનો ઉપયોગ છે. આ કિસ્સાઓમાં, જ્યારે દ્રાવકને ખાલી કરવામાં આવે છે ત્યારે ધાતુની સાઇટ્સ ખુલ્લી પડે છે, જે આ સાઇટ્સ પર હાઇડ્રોજનને બાંધવાની મંજૂરી આપે છે. એમઓએફના રસાયણશાસ્ત્રને આગળ વધારવામાં ચાર વિકાસ ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ હતા. (1) બાંધકામનો ભૌમિતિક સિદ્ધાંત જેમાં ધાતુ ધરાવતા એકમોને કઠોર આકારમાં રાખવામાં આવતા હતા. પ્રારંભિક એમ. ઓ. એફ. માં ડીટોપિક કોઓર્ડિનેટિંગ લિંકર્સ સાથે જોડાયેલા એક અણુઓ હતા. આ અભિગમ માત્ર નાની સંખ્યામાં પસંદગીના ટોપોલોજીની ઓળખ તરફ દોરી ગયો જે ડિઝાઇન કરેલા સંશ્લેષણમાં લક્ષિત થઈ શકે છે, પરંતુ કાયમી છિદ્રાળુતા પ્રાપ્ત કરવા માટેનો કેન્દ્રિય મુદ્દો હતો. (2) આઇસોરેટિક્યુલર સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ જ્યાં માળખાનું કદ અને પ્રકૃતિ તેની ટોપોલોજીમાં ફેરફાર કર્યા વિના બદલાય છે, તે અતિઉચ્ચ છિદ્રાળુતા અને અસામાન્ય રીતે મોટા છિદ્રોના મુખ સાથે એમ. ઓ. એફ. તરફ દોરી જાય છે. (3) એમઓએફના કૃત્રિમ ફેરફાર પછી લિંકર સાથે કાર્બનિક એકમો અને ધાતુ-કાર્બનિક સંકુલની પ્રતિક્રિયા કરીને તેમની કાર્યક્ષમતામાં વધારો થયો. (4) બહુવિધ કાર્યાત્મક એમ. ઓ. એફ. એ એક જ માળખામાં બહુવિધ કાર્યાત્મકતાઓનો સમાવેશ કર્યો. એમ. ઓ. એફ. માં લિગાન્ડ્સ સામાન્ય રીતે ઉલટાવી શકાય તેવું બંધન કરે છે, તેથી સ્ફટિકોની ધીમી વૃદ્ધિ ઘણીવાર ખામીને ફરીથી વિસર્જન કરવાની મંજૂરી આપે છે, પરિણામે મિલીમીટર-સ્કેલ સ્ફટિકો અને નજીકના સંતુલનની ખામીની ઘનતા ધરાવતી સામગ્રી બને છે. સોલ્વોથર્મલ સંશ્લેષણ માળખાના નિર્ધારણ માટે યોગ્ય સ્ફટિકો વિકસાવવા માટે ઉપયોગી છે, કારણ કે સ્ફટિકો કલાકોથી દિવસો સુધી વધે છે. જો કે, ગ્રાહક ઉત્પાદનો માટે સંગ્રહ સામગ્રી તરીકે એમ. ઓ. એફ. નો ઉપયોગ તેમના સંશ્લેષણના વિશાળ પ્રમાણની માંગ કરે છે. એમઓએફના સ્કેલ-અપના વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી, જોકે કેટલાક જૂથોએ દર્શાવ્યું છે કે માઇક્રોવેવ્સનો ઉપયોગ દ્રાવણમાંથી ઝડપથી એમઓએફ સ્ફટિકોને ન્યુક્લિએટ કરવા માટે થઈ શકે છે. "માઇક્રોવેવ-આસિસ્ટેડ સોલ્વોથર્મલ સિન્થેસિસ" તરીકે ઓળખાતી આ તકનીકનો ઝિયોલાઇટ સાહિત્યમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને ધીમી વૃદ્ધિ પદ્ધતિઓ જેવી જ ઉપજમાં સેકન્ડથી મિનિટોમાં માઇક્રોન-સ્કેલ સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરે છે. કેટલાક એમઓએફ, જેમ કે મેસોપોરસ એમઆઇએલ-100 (ફે), ઓરડાના તાપમાને હળવી પરિસ્થિતિઓમાં અને સ્કેલેબલ સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓ દ્વારા લીલા દ્રાવકોમાં (પાણી, ઇથેનોલ) મેળવી શકાય છે. સ્ફટિકીય એમઓએફની શ્રેણીના દ્રાવક-મુક્ત સંશ્લેષણનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે. સામાન્ય રીતે ધાતુના એસિટેટ અને કાર્બનિક પ્રોલીગેન્ડને મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને બોલ મિલ સાથે જમીન પર નાખવામાં આવે છે. ક્યુ3 (બી. ટી. સી.) 2 નું આ રીતે માત્રાત્મક ઉપજમાં ઝડપથી સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. ક્યુ3 (બી. ટી. સી.) 2ના કિસ્સામાં દ્રાવક મુક્ત સંશ્લેષિત ઉત્પાદનની આકારવિજ્ઞાન ઔદ્યોગિક રીતે બનાવેલા બેસોલાઇટ સી300 જેવી જ હતી. એવું માનવામાં આવે છે કે બોલ મિલમાં ઉચ્ચ અથડામણ ઊર્જાને કારણે ઘટકોનું સ્થાનિક ગલન પ્રતિક્રિયામાં મદદ કરી શકે છે. બોલ મિલમાં પ્રતિક્રિયાઓમાં ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે એસિટિક એસિડની રચના પણ બોલ મિલમાં દ્રાવક અસર ધરાવતી પ્રતિક્રિયામાં મદદ કરી શકે છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ક્યુ 3 (બી. ટી. સી.) 2 ના યાંત્રિક રાસાયણિક સંશ્લેષણ માટે ઇથેનોલની થોડી માત્રાનો ઉમેરો મેળવેલ સામગ્રીમાં માળખાકીય ખામીઓની માત્રામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે છે. એમ. ઓ. એફ. ફિલ્મો અને સંયોજનોની દ્રાવક-મુક્ત તૈયારીમાં તાજેતરની પ્રગતિ એ રાસાયણિક વરાળ સંચય દ્વારા તેમનું સંશ્લેષણ છે. આ પ્રક્રિયા, એમઓએફ-સીવીડી, સૌપ્રથમ ઝેડઆઈએફ-8 માટે દર્શાવવામાં આવી હતી અને તેમાં બે પગલાં છે. પ્રથમ તબક્કામાં, ધાતુના ઓક્સાઇડ પૂર્વવર્તી સ્તરો જમા થાય છે. બીજા તબક્કામાં, આ પૂર્વવર્તી સ્તરો સબલિમ્ડ લિગાન્ડ પરમાણુઓના સંપર્કમાં આવે છે, જે એમ. ઓ. એફ. સ્ફટિક જાળીમાં તબક્કાના પરિવર્તનને પ્રેરિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન પાણીની રચના પરિવર્તનને નિર્દેશિત કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. આ પ્રક્રિયાને ઔદ્યોગિક માઇક્રોફેબ્રિકેશન ધોરણોને અનુરૂપ સંકલિત ક્લિનરૂમ પ્રક્રિયા સુધી સફળતાપૂર્વક વધારવામાં આવી હતી. એમ. ઓ. એફ. ને લક્ષી પાતળી ફિલ્મો તરીકે વિકસાવવા માટે અસંખ્ય પદ્ધતિઓ નોંધવામાં આવી છે. જો કે, આ પદ્ધતિઓ માત્ર થોડી સંખ્યામાં એમઓએફ ટોપોલોજીના સંશ્લેષણ માટે યોગ્ય છે. આવું જ એક ઉદાહરણ વરાળ-સહાયિત રૂપાંતરણ (વીએસી) છે જેનો ઉપયોગ કેટલાક યુઆઈઓ-પ્રકારનાં એમઓએફના પાતળા ફિલ્મ સંશ્લેષણ માટે થઈ શકે છે. ઉચ્ચ-થ્રુપુટ સંશ્લેષણ ઉચ્ચ-થ્રુપુટ (એચટી) પદ્ધતિઓ સંયોજન રસાયણશાસ્ત્રનો એક ભાગ છે અને કાર્યક્ષમતા વધારવા માટેનું એક સાધન છે. એચટી-પદ્ધતિઓમાં બે કૃત્રિમ વ્યૂહરચનાઓ છેઃ સંયુક્ત અભિગમમાં, બધી પ્રતિક્રિયાઓ એક પાત્રમાં થાય છે, જે ઉત્પાદનના મિશ્રણ તરફ દોરી જાય છે. સમાંતર સંશ્લેષણમાં, પ્રતિક્રિયાઓ વિવિધ વાહિનીઓમાં થાય છે. વધુમાં, પાતળા પડ અને દ્રાવક આધારિત પદ્ધતિઓ વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે. સોલ્વોથર્મલ સંશ્લેષણ પરંપરાગત રીતે સંવહન પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં ટેફલોન રિએક્ટરમાં અથવા માઇક્રોવેવ પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી (ઉચ્ચ-થ્રુપુટ માઇક્રોવેવ સંશ્લેષણ) માં કાચ રિએક્ટરમાં કરી શકાય છે. માઇક્રોવેવ પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીનો ઉપયોગ નાટકીય રીતે પ્રતિક્રિયા પરિમાણોમાં બદલાય છે. સોલ્વોથર્મલ સંશ્લેષણ ઉપરાંત, સતત પ્રવાહ રિએક્ટરમાં દ્રાવક તરીકે સુપરક્રિટિકલ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરવામાં પ્રગતિ થઈ છે. સુપરક્રિટિકલ પાણીનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ 2012 માં તાંબુ અને નિકલ આધારિત એમઓએફને માત્ર સેકન્ડોમાં સંશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. 2020 માં, સુપરક્રિટિકલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ સતત પ્રવાહ રિએક્ટરમાં સુપરક્રિટિકલ પાણી આધારિત પદ્ધતિના સમાન સમયના સ્કેલ સાથે કરવામાં આવ્યો હતો, પરંતુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના નીચલા નિર્ણાયક બિંદુએ ઝિર્કોનિયમ આધારિત એમઓએફ યુઆઈઓ-66 ના સંશ્લેષણ માટે મંજૂરી આપી હતી. ઉચ્ચ-થ્રુપુટ સોલ્વોથર્મલ સંશ્લેષણ ઉચ્ચ-થ્રુપુટ સોલ્વોથર્મલ સંશ્લેષણમાં, સોલ્વોથર્મલ રિએક્ટર (દા. ત.) ટેફલોન રિએક્ટર માટે 24 પોલાણનો ઉપયોગ થાય છે. આવા રિએક્ટરને કેટલીકવાર મલ્ટીક્લેવ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. રિએક્ટર બ્લોક અથવા રિએક્ટર ઇન્સર્ટ સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલથી બનેલો છે અને તેમાં 24 પ્રતિક્રિયા ચેમ્બર હોય છે, જે ચાર હરોળમાં ગોઠવાયેલા હોય છે. લઘુચિત્રીકૃત ટેફ્લોન રિએક્ટર સાથે, 2 એમએલ સુધીના જથ્થાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. રિએક્ટર બ્લોકને સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ ઓટોક્લેવમાં સીલ કરવામાં આવે છે; આ હેતુ માટે, ભરેલા રિએક્ટરને રિએક્ટરના તળિયે દાખલ કરવામાં આવે છે, ટેફ્લોન રિએક્ટરને બે ટેફ્લોન ફિલ્મો સાથે સીલ કરવામાં આવે છે અને રિએક્ટરની ટોચની બાજુ મૂકવામાં આવે છે. ઓટોક્લેવને પછી હાઇડ્રોલિક પ્રેસમાં બંધ કરવામાં આવે છે. સીલબંધ સોલ્વોથર્મલ રિએક્ટરને પછી તાપમાન-સમય કાર્યક્રમને આધિન કરી શકાય છે. ફરીથી વાપરી શકાય તેવી ટેફલોન ફિલ્મ યાંત્રિક તાણ સામે ટકી રહે છે, જ્યારે નિકાલજોગ ટેફલોન ફિલ્મ પ્રતિક્રિયા વાહિનીઓને સીલ કરે છે. પ્રતિક્રિયા પછી, ઉત્પાદનોને અલગ કરી શકાય છે અને વેક્યૂમ ફિલ્ટર ઉપકરણમાં સમાંતર રીતે ધોઈ શકાય છે. ફિલ્ટર પેપર પર, ઉત્પાદનો પછી કહેવાતા નમૂના પુસ્તકાલયમાં અલગથી હાજર હોય છે અને ત્યારબાદ સ્વચાલિત એક્સ-રે પાવડર વિવર્તન દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. પછી મેળવેલી માહિતીનો ઉપયોગ વધુ સંશ્લેષણની યોજના બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે. સ્યુડોમોર્ફિક પ્રતિકૃતિ સ્યુડોમોર્ફિક ખનિજ રિપ્લેસમેન્ટ ઘટનાઓ ત્યારે થાય છે જ્યારે ખનિજ તબક્કો પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવે છે જેની સાથે તે સંતુલનની બહાર હોય છે. મુક્ત ઊર્જાને ઘટાડવા અને પ્રારંભિક તબક્કાને વધુ થર્મોડાયનેમિકલી સ્થિર તબક્કામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે પુનઃ સંતુલન થવાનું વલણ ધરાવે છે, જેમાં વિસર્જન અને પુનઃપ્રાપ્તિ પેટા પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. આવી ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓથી પ્રેરિત, એમઓએફ પાતળા પડદાને એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડના અણુ સ્તર જમા (એએલડી) ના સંયોજન દ્વારા યોગ્ય સબસ્ટ્રેટ (દા. ત.) પર ઉગાડી શકાય છે. એફટીઓ) અને અનુગામી સોલ્વોથર્મલ માઇક્રોવેવ સંશ્લેષણ. એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ સ્તર સ્થાપત્ય-નિર્દેશન એજન્ટ તરીકે અને એમઓએફ માળખાની કરોડરજ્જુ માટે ધાતુના સ્રોત તરીકે કામ કરે છે. છિદ્રાળુ 3D ધાતુ-કાર્બનિક માળખાનું નિર્માણ માઇક્રોવેવ સંશ્લેષણ દરમિયાન થાય છે, જ્યારે પરમાણુ સ્તર જમા થયેલ સબસ્ટ્રેટ ઊંચા તાપમાને DMF/H2O 3:1 મિશ્રણ (v/v) માં જરૂરી લિંકરના દ્રાવણના સંપર્કમાં આવે છે. એનાલોગસ, કોર્નિએન્કો અને સહકાર્યકરોએ 2015માં કોબાલ્ટ-પોર્ફિરિન એમ. ઓ. એફ. (એ. એલ. 2 (ઓ. એચ.) 2. ટી. સી. પી. પી.-કો.; ટી. સી. પી. પી.-એચ. 2 = <આઇ. ડી. 2>, 4′′-(પોર્ફિરિન-<આઇ. ડી. 1>, 20-ટેટ્રેલ) ટેટ્રાબેન્ઝોએટ) ના સંશ્લેષણનું વર્ણન કર્યું હતું, જે જલીયને સી. ઓ. માં વિદ્યુત ઉત્પ્રેરક રૂપાંતરણ માટે બનાવવામાં આવેલ પ્રથમ એમ. ઓ. એફ. ઉત્પ્રેરક છે. કૃત્રિમ પછીના ફેરફાર જોકે છિદ્રોની ત્રિ-પરિમાણીય રચના અને આંતરિક વાતાવરણને સિદ્ધાંતમાં ગાંઠો અને કાર્બનિક જોડાણ જૂથોની યોગ્ય પસંદગી દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે, એમ. ઓ. ની ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાને કારણે ઇચ્છિત કાર્યો સાથે આવી સામગ્રીનું સીધું સંશ્લેષણ મુશ્કેલ બની શકે છે. થર્મલ અને રાસાયણિક સંવેદનશીલતા, તેમજ પ્રતિક્રિયા સામગ્રીની ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાશીલતા, ઇચ્છિત ઉત્પાદનોની રચનાને હાંસલ કરવા માટે પડકારજનક બનાવી શકે છે. મહેમાન અણુઓ અને કાઉન્ટર-આયનોનું વિનિમય અને દ્રાવકોને દૂર કરવાથી કેટલીક વધારાની કાર્યક્ષમતા મળે છે પરંતુ તે હજુ પણ માળખાના અભિન્ન ભાગો સુધી મર્યાદિત છે. કાર્બનિક લિંકર અને ધાતુના આયનોની કૃત્રિમ પછીની અદલાબદલી એ ક્ષેત્રનું વિસ્તરણ ક્ષેત્ર છે અને વધુ જટિલ રચનાઓ, કાર્યક્ષમતામાં વધારો અને વધુ સિસ્ટમ નિયંત્રણ માટેની શક્યતાઓ ખોલે છે. લિગાન્ડ એક્સચેન્જ પોસ્ટ-સિન્થેટિક મોડિફિકેશન તકનીકોનો ઉપયોગ લિગાન્ડ એક્સચેન્જ અથવા આંશિક લિગાન્ડ એક્સચેન્જ દ્વારા નવા લિંકર સાથે પ્રિફેબ્રિકેટેડ એમ. ઓ. એફ. માં હાલના કાર્બનિક જોડાણ જૂથને વિનિમય કરવા માટે થઈ શકે છે. આ વિનિમય છિદ્રો માટે અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં એમઓએફના એકંદર માળખાને ચોક્કસ હેતુઓ માટે તૈયાર કરવાની મંજૂરી આપે છે. આમાંના કેટલાક ઉપયોગોમાં પસંદગીયુક્ત શોષણ, ગેસ સંગ્રહ અને ઉત્પ્રેરણ માટે સામગ્રીને સારી રીતે ગોઠવવાનો સમાવેશ થાય છે. લિગાન્ડ એક્સચેન્જ કરવા માટે પ્રિફેબ્રિકેટેડ એમઓએફ સ્ફટિકોને દ્રાવકથી ધોવામાં આવે છે અને પછી નવા લિંકરના દ્રાવણમાં પલાળી દેવામાં આવે છે. વિનિમયને ઘણીવાર ગરમીની જરૂર પડે છે અને થોડા દિવસના સમયના સ્કેલ પર થાય છે. પોસ્ટ-સિન્થેટિક લિગાન્ડ એક્સચેન્જ એમ. ઓ. એફ. માં કાર્યાત્મક જૂથોના સમાવેશને પણ સક્ષમ કરે છે જે અન્યથા તાપમાન, પી. એચ. અથવા અન્ય પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓને કારણે એમ. ઓ. એફ. સંશ્લેષણમાં ટકી શકશે નહીં અથવા લોનિંગ લિગાન્ડ પર દાતા જૂથો સાથે સ્પર્ધા દ્વારા સંશ્લેષણમાં અવરોધ ઊભો કરશે. મેટલ એક્સચેન્જ પોસ્ટ-સિન્થેટિક મોડિફિકેશન તકનીકોનો ઉપયોગ મેટલ આયન એક્સચેન્જ દ્વારા નવા મેટલ આયન સાથે પ્રિફેબ્રિકેટેડ એમઓએફમાં હાલના મેટલ આયનનું વિનિમય કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. માળખાના અભિન્ન ભાગમાંથી સંપૂર્ણ ધાતુ મેટાથેસિસ એમઓએફના માળખા અથવા છિદ્ર માળખામાં ફેરફાર કર્યા વિના પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું છે. તેવી જ રીતે પોસ્ટ-સિન્થેટિક લિગાન્ડ એક્સચેન્જ માટે, પોસ્ટ-સિન્થેટિક મેટલ એક્સચેન્જ દ્રાવક સાથે પ્રિફેબ્રિકેટેડ એમઓએફ સ્ફટિકોને ધોઈને અને પછી સ્ફટિકને નવી ધાતુના દ્રાવણમાં પલાળીને કરવામાં આવે છે. પોસ્ટ-સિન્થેટિક મેટલ એક્સચેન્જ સમાન માળખા છતાં વિવિધ ધાતુના આયનો સાથે એમઓએફની રચના માટે સરળ માર્ગ માટે પરવાનગી આપે છે. સ્તરીકૃત સંશ્લેષણ લિગાન્ડ્સ અને ધાતુઓની કાર્યક્ષમતામાં ફેરફાર કરવા ઉપરાંત, એમ. ઓ. એફ. ની રચના પર વિસ્તરણ કરવા માટે પોસ્ટ-સિન્થેટિક ફેરફારનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પોસ્ટ-સિન્થેટિક ફેરફાર એમ. ઓ. એફ. નો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ ક્રમાંકિત સ્ફટિકીય સામગ્રીમાંથી વિજાતીય છિદ્રાળુ સામગ્રીમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. પોસ્ટ-સિન્થેટિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને, એમઓએફ સ્ફટિકની અંદર ડોમેન્સના નિયંત્રિત સ્થાપન માટે શક્ય છે જે અનન્ય માળખાકીય અને કાર્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. કોર-શેલ એમ. ઓ. એફ. અને અન્ય સ્તરવાળી એમ. ઓ. એફ. તૈયાર કરવામાં આવી છે જ્યાં સ્તરો અનન્ય કાર્યાત્મકતા ધરાવે છે પરંતુ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં સ્ફટિકશાસ્ત્રીય રીતે એક સ્તરથી બીજા સ્તર સાથે સુસંગત હોય છે. ઓપન કોઓર્ડિનેશન સાઇટ્સ કેટલાક કિસ્સાઓમાં એમઓએફ મેટલ નોડ્સ અસંતૃપ્ત વાતાવરણ ધરાવે છે, અને વિવિધ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને આ પર્યાવરણમાં ફેરફાર કરવો શક્ય છે. જો લિગાન્ડનું કદ છિદ્ર છિદ્રના કદ સાથે મેળ ખાય છે, તો હાલના એમઓએફ માળખામાં વધારાના લિગાન્ડ્સ સ્થાપિત કરવું શક્ય છે. કેટલીકવાર ધાતુના ગાંઠો અકાર્બનિક પ્રજાતિઓ માટે સારી બંધનકર્તા આકર્ષણ ધરાવે છે. દાખલા તરીકે, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે ધાતુના ગાંઠો વિસ્તરણ કરી શકે છે, અને યુરેનિલ કેટાયન સાથે બંધન બનાવી શકે છે. સંયુક્ત સામગ્રી એમઓએફમાં શોષણ વધારવાનો બીજો અભિગમ એ છે કે પ્રણાલીમાં એવી રીતે ફેરફાર કરવો કે જેથી રસાયણ શોષણ શક્ય બને. આ કાર્યક્ષમતા સંયુક્ત સામગ્રી બનાવીને રજૂ કરવામાં આવી છે, જેમાં એમ. ઓ. એફ. અને સક્રિય કાર્બન સાથે પ્લેટિનમનું સંકુલ હોય છે. હાઇડ્રોજન સ્પિલઓવર તરીકે ઓળખાતી અસરમાં, H2 એક વિઘટનકારી પદ્ધતિ દ્વારા પ્લેટિનમની સપાટી સાથે જોડાઈ શકે છે જે હાઇડ્રોજન પરમાણુને બે હાઇડ્રોજન અણુઓમાં વિભાજીત કરે છે અને તેમને સક્રિય કાર્બનને એમઓએફની સપાટી પર નીચે જવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. આ નવીનતાએ એમ. ઓ. એફ. ની ઓરડાના તાપમાનની સંગ્રહ ક્ષમતામાં ત્રણ ગણો વધારો કર્યો; જો કે, શોષણમાં 12 કલાકથી વધુનો સમય લાગી શકે છે, અને કેટલીકવાર માત્ર બે ચક્ર માટે ઉલટાવી શકાય તેવું શોષણ જોવા મળે છે. એમઓએફમાં હાઇડ્રોજન સ્પિલઓવર અને હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ગુણધર્મો વચ્ચેનો સંબંધ સારી રીતે સમજી શકાયો નથી પરંતુ તે હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે સુસંગત સાબિત થઈ શકે છે. ઉત્પ્રેરક એમ. ઓ. એફ. માં વિજાતીય ઉત્પ્રેરક તરીકે ક્ષમતા હોય છે, જો કે ઉપયોગોનું વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું નથી. તેમનો ઊંચો સપાટી વિસ્તાર, ટ્યુન કરી શકાય તેવી છિદ્રાળુતા, ધાતુની વિવિધતા અને કાર્યાત્મક જૂથો તેમને ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ માટે ખાસ કરીને આકર્ષક બનાવે છે. ઝિયોલાઇટ્સ ઉત્પ્રેરણમાં અસાધારણ રીતે ઉપયોગી છે. ઝીઓલાઈટ્સ સી/એએલ જોડાણ બિંદુઓ અને બે-સંકલિત ઓક્સાઇડ લિંકરના નિશ્ચિત ટેટ્રાહેડ્રલ સંકલન દ્વારા મર્યાદિત છે. 200 થી ઓછા ઝીઓલાઇટ જાણીતા છે. આ મર્યાદિત અવકાશથી વિપરીત, એમઓએફ વધુ વૈવિધ્યસભર સંકલન ભૂમિતિઓ, પોલીટોપિક લિંકર્સ અને આનુષંગિક લિગાન્ડ્સ (F−, OH−, H2O વગેરે) દર્શાવે છે. 1 એનએમ કરતા મોટા છિદ્રોના કદવાળા ઝિયોલાઇટ્સ મેળવવાનું પણ મુશ્કેલ છે, જે ઝિયોલાઇટ્સના ઉત્પ્રેરક ઉપયોગોને પ્રમાણમાં નાના કાર્બનિક અણુઓ (સામાન્ય રીતે ઝાયલીન કરતા મોટા નહીં) સુધી મર્યાદિત કરે છે. વધુમાં, સામાન્ય રીતે એમ. ઓ. એફ. સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી હળવી કૃત્રિમ પરિસ્થિતિઓ માળખાના માળખામાં નાજુક કાર્યક્ષમતાનો સીધો સમાવેશ કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઝિયોલાઇટ્સ અથવા અન્ય માઇક્રોપોરસ સ્ફટિકીય ઓક્સાઇડ આધારિત સામગ્રી સાથે આવી પ્રક્રિયા શક્ય નથી કારણ કે સામાન્ય રીતે તેમના સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી કઠોર પરિસ્થિતિઓ (દા. ત., કાર્બનિક નમૂનાઓને દૂર કરવા માટે ઊંચા તાપમાને કેલ્સિનેશન). મેટલ-ઓર્ગેનિક ફ્રેમવર્ક MIL-101 એ સીઆર જેવી વિવિધ સંક્રમણ ધાતુઓનો સમાવેશ કરીને ઉત્પ્રેરણ માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા એમઓએફમાંથી એક છે. જો કે, જલીય માધ્યમમાં અને મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ પરિસ્થિતિઓમાં કેટલાક એમઓએફ ફોટોકેટાલિસ્ટ્સની સ્થિરતા ખૂબ ઓછી હોય છે. ઝિયોલાઇટ્સ હજુ પણ એન્ન્ટીયોપ્યોર સ્વરૂપમાં મેળવી શકાતા નથી, જે ઉત્પ્રેરક અસમપ્રમાણ સંશ્લેષણમાં તેમના ઉપયોગોને અટકાવે છે, દા. ત., ફાર્માસ્યુટિકલ, એગ્રોકેમિકલ અને સુગંધ ઉદ્યોગો માટે. કાર્યક્ષમ અસમપ્રમાણ ઉત્પ્રેરક તરફ દોરી જવા માટે એન્ન્ટીયોપ્યોર કાયરલ લિગાન્ડ્સ અથવા તેમના ધાતુ સંકુલને એમ. ઓ. એફ. માં સામેલ કરવામાં આવ્યા છે. કેટલીક એમઓએફ સામગ્રીઓ પણ ઝિયોલાઇટ્સ અને ઉત્સેચકો વચ્ચેના અંતરને દૂર કરી શકે છે જ્યારે તેઓ અલગ બહુપક્ષીય સ્થળો, ગતિશીલ યજમાન-મહેમાન પ્રતિક્રિયાઓ અને હાઇડ્રોફોબિક પોલાણ વાતાવરણને જોડે છે. અર્ધ-વાહક બનાવવા માટે એમઓએફ ઉપયોગી હોઈ શકે છે. સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે એમ. ઓ. એફ. એ સેમિકન્ડક્ટર્સ અથવા ઇન્સ્યુલેટર્સ છે, જેમાં 1 અને 5.5 ઇ. વી. વચ્ચે બેન્ડ ગેપ હોય છે, જેને લિગાન્ડ્સમાં જોડાણની માત્રામાં ફેરફાર કરીને બદલી શકાય છે, જે તેની ફોટોકેટાલિસ્ટ્સ બનવાની શક્યતા દર્શાવે છે. ડિઝાઇન અન્ય વિજાતીય ઉત્પ્રેરકની જેમ, એમ. ઓ. એફ. પ્રતિક્રિયા પછીના વિભાજન અને પુનઃચક્રણક્ષમતાને સજાતીય ઉત્પ્રેરક કરતાં વધુ સરળ બનાવી શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, તેઓ અત્યંત ઉન્નત ઉત્પ્રેરક સ્થિરતા પણ આપે છે. વધુમાં, તેઓ સામાન્ય રીતે સબસ્ટ્રેટ-કદની પસંદગી પ્રદાન કરે છે. તેમ છતાં, જીવંત પ્રણાલીઓમાં પ્રતિક્રિયાઓ માટે સ્પષ્ટ રીતે મહત્વપૂર્ણ હોવા છતાં, અજૈવિક ઉત્પ્રેરકોમાં સબસ્ટ્રેટ કદના આધારે પસંદગી મર્યાદિત મૂલ્યની હોય છે, કારણ કે વ્યાજબી રીતે શુદ્ધ ફીડસ્ટોક્સ સામાન્ય રીતે ઉપલબ્ધ હોય છે. એમ. ઓ. એફ. આધારિત ઉત્પ્રેરકોના પ્રારંભિક અહેવાલોમાં સૂત્ર સી. ડી. (4,4-બી. પી.) 2 (એન. ઓ. 3) 2 ના 2ડી એમ. ઓ. એફ. (સ્તરવાળી ચોરસ ગ્રીડ) દ્વારા એલ્ડિહાઇડનું સાયનોસિલિલેશન હતું. આ તપાસ મુખ્યત્વે કદ અને આકાર-પસંદગીયુક્ત ક્લેથ્રેશન પર કેન્દ્રિત હતી. ઉદાહરણોનો બીજો સમૂહ દ્વિ-પરિમાણીય, ચોરસ-ગ્રીડ એમ. ઓ. એફ. પર આધારિત હતો, જેમાં નોડ્સ તરીકે સિંગલ પી. ડી. (II) આયનો અને સ્ટ્રટ્સ તરીકે 2-હાઇડ્રોક્સિપાઇરિમિડિનોલેટ્સ હતા. પ્રારંભિક સંકલનશીલ સંતૃપ્તિ હોવા છતાં, આ એમ. ઓ. એફ. માં પેલેડિયમ કેન્દ્રો આલ્કોહોલ ઓક્સિડેશન, ઓલેફિન હાઇડ્રોજનેશન અને સુઝુકી સી-સી જોડાણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ઓછામાં ઓછી, આ પ્રતિક્રિયાઓમાં જરૂરી છે કે Pd (II) અને Pd (0) મધ્યસ્થીઓ વચ્ચેના ધાતુના ગાંઠોના રિડોક્સ ઓસિલેશનની સાથે સંકલન સંખ્યામાં તીવ્ર ફેરફારો થાય, જે ચોક્કસપણે મૂળ માળખાને અસ્થિર કરવા અને સંભવિત વિનાશ તરફ દોરી જશે જો તમામ Pd કેન્દ્રો ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય હોય. સબસ્ટ્રેટ આકાર અને કદ-પસંદગીનું નિરીક્ષણ સૂચવે છે કે ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓ વિજાતીય હોય છે અને ખરેખર એમ. ઓ. એફ. ની અંદર થાય છે. તેમ છતાં, ઓછામાં ઓછું હાઇડ્રોજનીકરણ માટે, એ શક્યતાને નકારી કાઢવી મુશ્કેલ છે કે ઉત્પ્રેરણ એમ. ઓ. એફ.-એન્કેપ્સ્યુલેટેડ પેલેડિયમ ક્લસ્ટર્સ/નેનોપાર્ટિકલ્સ (એટલે કે, આંશિક વિઘટન સ્થળો) અથવા ખામી સ્થળોની સપાટી પર થઈ રહ્યું છે, તેના બદલે ક્ષણિક રીતે અસ્થિર, પરંતુ અન્યથા અખંડ, એક અણુ એમ. ઓ. એફ. ગાંઠો. ક્યુબિક સંયોજન, એમઓએફ-5 માટે "તકવાદી" એમઓએફ-આધારિત ઉત્પ્રેરણાનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે. આ સામગ્રીમાં સંકલિત રીતે સંતૃપ્ત Zn4O ગાંઠો અને સંપૂર્ણ જટિલ BDC સ્ટ્રટ્સનો સમાવેશ થાય છે (સંક્ષિપ્ત માટે ઉપર જુઓ); તેમ છતાં તે દેખીતી રીતે ટોલ્યુઈન અને બાયફિનાઇલ બંનેના ફ્રીડેલ-ક્રાફ્ટ્સ ટર્ટ-બ્યુટિલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. વધુમાં, ઓર્થો આલ્કિલેશન પર પેરા આલ્કિલેશનની પ્રબળ તરફેણ કરવામાં આવે છે, જે એમ. ઓ. એફ. દ્વારા પ્રતિક્રિયાકારકોના આવરણને પ્રતિબિંબિત કરતી વર્તણૂક હોવાનું માનવામાં આવે છે. કાર્યાત્મક સ્ટ્રટ્સ છિદ્રાળુ-ફ્રેમવર્ક સામગ્રી [Cu3 (btc) 2 (H2O) 3], જેને HKUST-1 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં ~ 6 Å વ્યાસની બારીઓ ધરાવતી મોટી પોલાણ હોય છે. સંકલિત પાણીના અણુઓને સરળતાથી દૂર કરવામાં આવે છે, જે ખુલ્લી Cu (II) સાઇટ્સને છોડી દે છે. કાસ્કેલ અને સહકાર્યકરોએ દર્શાવ્યું હતું કે આ લેવિસ એસિડ સાઇટ્સ બેન્ઝાલ્ડેહાઇડ અથવા એસિટોનના સાયનોસિલિલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે. HKUST-1નું નિર્જલ સ્વરૂપ એસિડ ઉત્પ્રેરક છે. બ્રોન્સ્ટેડ વિ. લેવિસ એસિડ-ઉત્પ્રેરક માર્ગોની તુલનામાં, ઉત્પાદનની પસંદગી ત્રણ પ્રતિક્રિયાઓ માટે વિશિષ્ટ છેઃ α-પિનીન ઓક્સાઇડનું આઇસોમેરાઇઝેશન, સિટ્રોનેલલનું ચક્રીયકરણ અને α-બ્રોમોએસેટલ્સની પુનઃગોઠવણી, જે સૂચવે છે કે ખરેખર [Cu3 (btc) 2] મુખ્યત્વે લેવિસ એસિડ ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે. ઉત્પાદનની પસંદગી અને ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓની ઉપજ (દા. ત. સાયક્લોપ્રોપેનેશન) પણ ખામીયુક્ત સાઇટ્સ દ્વારા અસરગ્રસ્ત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જેમ કે ક્યુ (આઇ) અથવા લિંકર્સના અપૂર્ણ ડિપ્રોટોનેટેડ કાર્બોક્સિલિક એસિડ મોઇટીઝ. એમ. આઈ. એલ.-101, સૂત્ર [સી. આર. 3. એફ. (એચ. 2. ઓ.) 2. ઓ. (બી. ડી. સી.) 3] ધરાવતું વિશાળ પોલાણવાળું એમ. ઓ. એફ., એક સાયનોસિલિલેશન ઉત્પ્રેરક છે. એમઆઇએલ-101માં સંકલિત પાણીના અણુઓને સરળતાથી દૂર કરવામાં આવે છે જેથી સીઆર (III) સાઇટ્સને ખુલ્લી પાડી શકાય. જેમ કે કોઈ અપેક્ષા રાખી શકે છે, સીઆર (III) વિરુદ્ધ ક્યુ (II) ની વધુ લેવિસ એસિડિટીને જોતાં, એમઆઇએલ-101 એલ્ડિહાઇડના સાયનોસિલિલેશન માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે એચકેયુએસટી-1 કરતા વધુ સક્રિય છે. વધુમાં, કાસ્કેલ જૂથે અવલોકન કર્યું હતું કે MIL-101ની ઉત્પ્રેરક સાઇટ્સ, HKUST-1ની તુલનામાં, બેન્ઝાલ્ડેહાઇડ દ્વારા અનિચ્છનીય ઘટાડા સામે રોગપ્રતિકારક છે. સુગંધિત એલ્ડીહાઇડ્સનું લેવિસ-એસિડ-ઉત્પ્રેરક સાયનોસિલિલેશન પણ લોંગ અને સહકાર્યકરો દ્વારા સૂત્ર Mn3 [(Mn4Cl) 3BTT8 (CH3OH) 10] ના MOF નો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવ્યું છે. આ સામગ્રીમાં ત્રિ-પરિમાણીય છિદ્ર માળખું હોય છે, જેમાં છિદ્ર વ્યાસ 10 Å જેટલો હોય છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, એમએન (II) સાઇટ્સના બે પ્રકારોમાંથી કોઈપણ એક ઉત્પ્રેરક તરીકે કામ કરી શકે છે. આ ઉત્પ્રેરકની નોંધપાત્ર લાક્ષણિકતાઓ ઉચ્ચ રૂપાંતરણ ઉપજ (નાના સબસ્ટ્રેટ્સ માટે) અને સારી સબસ્ટ્રેટ-કદ-પસંદગી છે, જે ચેનલલોકલાઇઝ્ડ ઉત્પ્રેરણ સાથે સુસંગત છે. એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઉત્પ્રેરક એમઓએફ એન્કેપ્સ્યુલેશન અભિગમ ઝિઓલાઇટ-એન્કેપ્સ્યુલેટેડ ફે (પોર્ફિરિન) તેમજ એમએન (પોર્ફિરિન) પ્રણાલીઓ દ્વારા ઓક્સિડેટીવ ઉત્પ્રેરકોના અગાઉના અભ્યાસોની સરખામણી કરવા આમંત્રણ આપે છે. ઝીયોલાઇટ અભ્યાસોમાં સામાન્ય રીતે ઓક્સિડન્ટ તરીકે ટી. પી. એચ. પી. ને બદલે આયોડોસિલબેન્ઝિન (પી. આઈ. ઓ.) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ તફાવત સંભવતઃ યાંત્રિક રીતે નોંધપાત્ર છે, આમ સરખામણીઓ જટિલ બનાવે છે. ટૂંકમાં કહીએ તો, પી. આઈ. ઓ. એ એક જ ઓક્સિજન અણુ દાતા છે, જ્યારે ટી. બી. એચ. પી. વધુ જટિલ વર્તણૂક માટે સક્ષમ છે. વધુમાં, એમઓએફ-આધારિત પ્રણાલી માટે, તે કલ્પના કરી શકાય છે કે ઓક્સિડેશન મેંગેનીઝ ઓક્સો મધ્યવર્તી તેમજ મેંગેનીઝ દ્વારા શરૂ કરાયેલ રેડિકલ સાંકળ પ્રતિક્રિયા માર્ગમાંથી ઓક્સિજન ટ્રાન્સફર બંને દ્વારા આગળ વધે છે. મિકેનિઝમને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ઓક્સો-બ્રીજ્ડ ડાયમર રચના અને ઓક્સિડેટીવ ડિગ્રેડેશન બંને સામે પોર્ફિરીનને અલગ કરવા અને સ્થિર કરવા માટે અભિગમ આશાસ્પદ છે. ધાતુ-મુક્ત કાર્બનિક પોલાણ સંશોધકો એમઓએફ-આધારિત ઉત્પ્રેરકોના મોટાભાગના ઉદાહરણો ધાતુના આયનો અથવા અણુઓનો સક્રિય સ્થળો તરીકે ઉપયોગ કરે છે. થોડા અપવાદોમાં બે નિકલ-અને બે તાંબુ ધરાવતા એમ. ઓ. એફ. છે જે રોસિન્સ્કી અને સહકાર્યકરો દ્વારા સંશ્લેષિત કરવામાં આવ્યા છે. આ સંયોજનો એમિનો એસિડ (એલ-અથવા ડી-એસ્પાર્ટેટ) ને ડાઇપાયરીડિલ્સ સાથે સ્ટ્રટ્સ તરીકે કામ આપે છે. સંકલન રસાયણશાસ્ત્ર એવું છે કે એસ્પાર્ટેટના એમાઇન જૂથને ઉમેરાયેલા એચસીએલ દ્વારા પ્રોટોનેટ કરી શકાતું નથી, પરંતુ એસ્પાર્ટેટ કાર્બોક્સિલેટ્સમાંથી એક કરી શકે છે. આમ, માળખામાં સમાવિષ્ટ એમિનો એસિડ એવા સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે જે મુક્ત એમિનો એસિડ માટે સુલભ નથી. જ્યારે નિકલ આધારિત સંયોજનો સહેજ છિદ્રાળુ હોય છે, ત્યારે નાના ચેનલ પરિમાણોને કારણે, તાંબાની આવૃત્તિઓ સ્પષ્ટ રીતે છિદ્રાળુ હોય છે. રોસિન્સ્કી જૂથે દર્શાવ્યું હતું કે કાર્બોક્સિલિક એસિડ બ્રોન્સ્ટેડ એસિડિક ઉત્પ્રેરક તરીકે વર્તે છે, જે (તાંબાના કિસ્સાઓમાં) 65 ટકા ઉપજ પર નાના, પોલાણ-સુલભ ઇપોક્સાઇડના રિંગ-ઓપનિંગ મિથેનોલિસિસને સરળ બનાવે છે. જોકે સુપિરિયર સજાતીય ઉત્પ્રેરક અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કિટાગાવા અને સહકાર્યકરોએ સૂત્ર [સી. ડી. (4-બી. ટી. એ. પી. એ.) 2 (એન. ઓ. 3) 2] ધરાવતા ઉત્પ્રેરક એમઓએફના સંશ્લેષણની જાણ કરી છે. એમ. ઓ. એફ. ત્રિ-પરિમાણીય છે, જેમાં નેટવર્કની સમાન કેટેનેટેડ જોડીનો સમાવેશ થાય છે, છતાં હજુ પણ પરમાણુ પરિમાણોના છિદ્રો ધરાવે છે. ગાંઠો સિંગલ કેડમિયમ આયનો ધરાવે છે, જે પાયરિડાઇલ નાઇટ્રોજન દ્વારા ઓક્ટાહેડ્રલી રીતે જોડાયેલા હોય છે. ઉત્પ્રેરકોના દૃષ્ટિકોણથી, જોકે, આ સામગ્રીનું સૌથી રસપ્રદ લક્ષણ મહેમાન-સુલભ એમાઇડ કાર્યક્ષમતાની હાજરી છે. એમાઇડ્સ મેલોનિટ્રાઇલ સાથે બેન્ઝાલ્ડેહાઇડના નોવેનાગેલ ઘનીકરણને આધાર-ઉત્પ્રેરિત કરવામાં સક્ષમ છે. જો કે, મોટા નાઇટ્રાઇલ્સ સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ માત્ર નજીવા પ્રમાણમાં ઝડપી હોય છે, જે સૂચવે છે કે ઉત્પ્રેરણ મુખ્યત્વે તેના બાહ્ય ભાગને બદલે સામગ્રીની ચેનલોમાં થાય છે. એક નોંધપાત્ર તારણ એ છે કે સજાતીય દ્રાવણમાં મુક્ત સ્ટ્રટ દ્વારા ઉત્પ્રેરણાનો અભાવ છે, જે દેખીતી રીતે બી. પી. ટી. ડી. એ. અણુઓ વચ્ચેના આંતર-પરમાણુ એચ-બંધનને કારણે છે. આમ, એમઓએફ આર્કિટેક્ચર ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિને બહાર કાઢે છે જે અન્યથા ન આવી હોય. એક રસપ્રદ વૈકલ્પિક અભિગમમાં, ફેરી અને સહકાર્યકરો ઘણા ઇથિલીનેડિયમાઇન પરમાણુઓમાંથી દરેકના ઉપલબ્ધ બે નાઇટ્રોજન અણુઓમાંથી એકના સીઆર (III) સંકલન દ્વારા એમઆઇએલ-101ના આંતરિક ભાગમાં ફેરફાર કરવામાં સક્ષમ હતા. ઇથિલીનેડિયામાઇન્સના મુક્ત બિન-સંકલિત છેડાઓનો ઉપયોગ પછી બ્રોન્સ્ટેડ મૂળભૂત ઉત્પ્રેરક તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો, ફરીથી નાઇટ્રાઇલ્સ સાથે બેન્ઝાલ્ડિહાઇડના નોવેનાગેલ ઘનીકરણ માટે. કિમ કિમૂન અને સહકાર્યકરો દ્વારા ત્રીજો અભિગમ વર્ણવવામાં આવ્યો છે. ટાર્ટારિક એસિડના પાયરિડીન-કાર્યાત્મક વ્યુત્પન્ન અને ઝેડએન (II) સ્રોતનો ઉપયોગ કરીને તેઓ પોસ્ટ-1 તરીકે ઓળખાતા 2ડી એમઓએફનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ હતા. પી. ઓ. એસ. ટી.-1 પાસે 1ડી ચેનલો છે, જેના ક્રોસ સેક્શન છ ટ્રિન્યૂક્લિયર ઝિંક ક્લસ્ટર્સ અને છ સ્ટ્રટ્સ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. જ્યારે છમાંથી ત્રણ પાયરિડીન ઝિંક આયનો દ્વારા સંકલિત થાય છે, બાકીના ત્રણ પ્રોટોનેટ થાય છે અને ચેનલના આંતરિક ભાગ તરફ નિર્દેશિત થાય છે. જ્યારે તટસ્થ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બિન-સંકલિત પાયરિડાઇલ જૂથો ટ્રાન્સએસ્ટરિફિકેશન પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરતા જોવા મળે છે, સંભવતઃ પ્રતિક્રિયાશીલ આલ્કોહોલના ડિપ્રોટોનેશનને સરળ બનાવીને. જ્યારે મોટા આલ્કોહોલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે નોંધપાત્ર ઉત્પ્રેરણાની ગેરહાજરી ભારપૂર્વક સૂચવે છે કે ઉત્પ્રેરણ એમઓએફની ચેનલોમાં થાય છે. ઉત્પ્રેરક સ્થળો તરીકે અચિરલ ઉત્પ્રેરણ ધાતુઓ એમઓએફ માળખામાં ધાતુઓ ઘણીવાર લેવિસ એસિડ તરીકે કાર્ય કરે છે. એમ. ઓ. એફ. માં ધાતુઓ ઘણીવાર અસ્થિર દ્રાવક અણુઓ અથવા પ્રતિકારક આયનો સાથે સંકલન કરે છે જેને માળખાના સક્રિયકરણ પછી દૂર કરી શકાય છે. આવા અસંતૃપ્ત ધાતુ કેન્દ્રોની લેવિસ એસિડિક પ્રકૃતિ અનુગામી કાર્બનિક પરિવર્તન માટે સંકલિત કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ્સને સક્રિય કરી શકે છે. 2004 માં ફુજીતા અને સહકાર્યકરો દ્વારા એલ્ડિહાઇડ અને ઇમાઇન્સના સાયનોસિલિલેશનમાં અસંતૃપ્ત ધાતુ કેન્દ્રોનો ઉપયોગ દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. તેઓએ રચનાના એમ. ઓ. એફ. ની જાણ કરી {[Cd (4,4-bpy) 2 (H2O) 2] • (NO3) 2 • 4H2O} જે રેખીય બ્રિજિંગ લિગાન્ડ 4,4-bipyridine (bpy) સાથે સારવાર કરીને મેળવવામાં આવી હતી. આ એમઓએફમાં સીડી (II) કેન્દ્રો વિષુવવૃત્તીય સ્થિતિમાં ચાર પાયરિડીન ધરાવતી વિકૃત ઓક્ટાહેડ્રલ ભૂમિતિ ધરાવે છે, અને દ્વિ-પરિમાણીય અનંત નેટવર્ક બનાવવા માટે અક્ષીય સ્થિતિમાં બે પાણીના અણુઓ ધરાવે છે. સક્રિય થવા પર, ધાતુના કેન્દ્રોને અસંતૃપ્ત અને લેવિસ એસિડિક છોડીને પાણીના બે અણુઓને દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. ધાતુ કેન્દ્રના લેવિસ એસિડિક પાત્રનું પરીક્ષણ ઇમાઈનની સાયનોસિલિલેશન પ્રતિક્રિયાઓ પર કરવામાં આવ્યું હતું જ્યાં ઇમાઈન લેવિસ-એસિડિક ધાતુ કેન્દ્ર સાથે જોડાય છે જેના પરિણામે ઇમાઈનની ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોફિલિસિટી થાય છે. ઇમાઇન્સના સાયનોસિલિલેશન માટે, મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓ માત્રાત્મક ઉપજમાં એમિનોનાઇટ્રાઇલ્સ સાથે 1 કલાકની અંદર પૂર્ણ થઈ હતી. કાસ્કેલ અને સહકાર્યકરોએ વિષમ ઉત્પ્રેરક તરીકે ત્રિ-પરિમાણીય (3D) એમઓએફમાં સંકલિત અસંતૃપ્ત ધાતુઓ સાથે સમાન સાયનોસિલિલેશન પ્રતિક્રિયાઓ હાથ ધરી હતી. આ અભ્યાસમાં વપરાયેલ 3D માળખું [Cu3 (btc) 2 (H2O) 3] (btc: બેન્ઝિન-1,3,5-ટ્રાઇકાર્બોક્સિલેટ) (HKUST-1) સૌપ્રથમ વિલિયમ્સ એટ અલ દ્વારા નોંધવામાં આવ્યું હતું. [Cu3 (btc) 2 (H2O) 3] નું ખુલ્લું માળખું ડાયમેરિક ક્યુપ્રિક ટેટ્રાકાર્બોક્સિલેટ એકમો (પેડલ-વ્હીલ્સ) થી બનેલું છે, જેમાં એક્વા અણુઓ અક્ષીય સ્થિતિ અને btc બ્રિજિંગ લિગાન્ડ્સ સાથે સંકલન કરે છે. અક્ષીય સ્થિતિમાંથી પાણીના બે અણુઓને દૂર કર્યા પછી પરિણામી માળખામાં છિદ્રાળુ ચેનલ હોય છે. આ સક્રિય એમ. ઓ. એફ. 293 કે. પર ખૂબ જ ઓછા રૂપાંતરણ (24 કલાકમાં <5 ટકા) સાથે બેન્ઝાલ્ડિહાઇડના ટ્રાઇમિથાઇલસાયનોસિલિલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. જેમ પ્રતિક્રિયા તાપમાન 313 કે. સુધી વધારવામાં આવ્યું હતું, તેમ 72 કલાક પછી 89 ટકાની પસંદગી સાથે 57 ટકાનું સારું રૂપાંતરણ પ્રાપ્ત થયું હતું. તેની સરખામણીમાં, સમાન પરિસ્થિતિઓમાં પૃષ્ઠભૂમિ પ્રતિક્રિયા (એમ. ઓ. એફ. વિના) માટે 10 ટકાથી ઓછું રૂપાંતરણ જોવા મળ્યું હતું. પરંતુ આ વ્યૂહરચના કેટલીક સમસ્યાઓથી પીડાય છે જેમ કે 1) એલ્ડીહાઇડ્સ દ્વારા સીયુ (II) થી સીયુ (I) ના ઘટાડાને કારણે પ્રતિક્રિયા તાપમાનમાં વધારો સાથે માળખાનું વિઘટન; 2) મજબૂત દ્રાવક અવરોધ અસર; ટીએચએફ જેવા ઇલેક્ટ્રોન દાન કરનારા દ્રાવકો સીયુ (II) સાઇટ્સ સાથે સંકલન માટે એલ્ડીહાઇડ્સ સાથે સ્પર્ધા કરે છે, અને આ દ્રાવકોમાં કોઈ સાયનોસિલિલેશન ઉત્પાદન જોવા મળ્યું નથી; 3) કેટલાક કાર્બનિક દ્રાવકોમાં માળખાનું અસ્થિરતા. અન્ય કેટલાક જૂથોએ પણ ઉત્પ્રેરક તરીકે એમ. ઓ. એફ. માં ધાતુ કેન્દ્રોના ઉપયોગની જાણ કરી છે. ફરીથી, કેટલીક ધાતુઓ અને ધાતુ સમૂહની ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપની પ્રકૃતિ પરિણામી એમ. ઓ. એફ. ને કાર્યક્ષમ ઓક્સિડેશન ઉત્પ્રેરક બનાવે છે. મોરી અને સહકાર્યકરોએ ક્યુ 2 પેડલ વ્હીલ એકમો સાથેના એમઓએફને આલ્કોહોલના ઓક્સિડેશન માટે વિજાતીય ઉત્પ્રેરક તરીકે નોંધ્યા હતા. પરિણામી એમ. ઓ. એફ. ની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિની તપાસ ઓક્સિડન્ટ તરીકે H2O2 સાથે આલ્કોહોલ ઓક્સિડેશન કરીને કરવામાં આવી હતી. તે ઉચ્ચ પસંદગી સાથે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ, ગૌણ આલ્કોહોલ અને બેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલના ઓક્સિડેશનને પણ ઉત્પ્રેરિત કરે છે. હિલ એટ અલ. વેનેડિયમ-ઓક્સો ક્લસ્ટર V6O13 બિલ્ડિંગ એકમો પર આધારિત એમ. ઓ. એફ. નો ઉપયોગ કરીને થિયોઈથર્સનું સલ્ફોક્સિડેશન દર્શાવ્યું છે. ઉત્પ્રેરક સાઇટ્સ તરીકે કાર્યાત્મક લિંકર્સ કાર્યાત્મક લિંકર્સનો ઉપયોગ ઉત્પ્રેરક સાઇટ્સ તરીકે પણ થઈ શકે છે. ટ્રાઇડેન્ટેટ એમાઇડ લિંકર્સ અને કેડમિયમ સોલ્ટ દ્વારા નિર્મિત 3D MOF {[Cd (4-BTAPA) 2 (NO3) 2] • 6H2O • 2DMF} (4-BTAPA = 1,3,5-બેન્ઝિન ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ ટ્રિસ [N-(4-પાયરિડાઇલ) એમાઇડ], DMF = N, N-ડાઇમિથાઇલફોર્માઇડ) નોવેનાગેલ ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. લિગાન્ડ 4-બી. ટી. એ. પી. એ. પરના પાયરિડીન જૂથો ઓક્ટાહેડ્રલ કેડમિયમ કેન્દ્રોને બંધનકર્તા લિગાન્ડ તરીકે કાર્ય કરે છે, જ્યારે એમાઇડ જૂથો આવતા સબસ્ટ્રેટ્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરી શકે છે. ખાસ કરીને, એમાઇડ જૂથનો-NH ભાગ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે જ્યારે C = O જૂથ અનુગામી પ્રતિક્રિયાઓ માટે કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ્સને સક્રિય કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. ફેરી એટ અલ. મજબૂત અને અત્યંત છિદ્રાળુ એમ. ઓ. એફ. [સી. આર. 3 (એમ. યુ. ઓ.) એફ. (એચ. 2. ઓ.) 2 (બી. ડી. સી.) 3] (બી. ડી. સી.: બેન્ઝિન-1,4-ડાયકાર્બોક્સિલેટ) નો અહેવાલ આપ્યો હતો, જ્યાં અસંતૃપ્ત સી. આર. (3) કેન્દ્રોનો ઉત્પ્રેરક સ્થળો તરીકે સીધો ઉપયોગ કરવાને બદલે, લેખકોએ સી. આર. (3) સ્થળો પર ઇથિલીનેડિયામાઇન (ઇ. ડી.) ને કલમ કરી હતી. ઇડીના બિનસંયોજિત છેડા પાયાના ઉત્પ્રેરક સ્થળો તરીકે કામ કરી શકે છે. નોવેનાગેલ ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાઓ માટે ઇડી-રચાયેલ એમઓએફની તપાસ કરવામાં આવી હતી. સારવાર ન કરાયેલ માળખા (98 ટકા વિરુદ્ધ 36 ટકા) ની સરખામણીમાં ઇડી દ્વારા તૈયાર કરાયેલ એમઓએફ માટે રૂપાંતરણમાં નોંધપાત્ર વધારો જોવા મળ્યો હતો. ઉત્પ્રેરક સ્થળ પેદા કરવા માટે લિંકરમાં ફેરફારનું બીજું ઉદાહરણ આયોડો-કાર્યાત્મક જાણીતા અલ-આધારિત એમઓએફ (એમઆઇએલ-53 અને ડીયુટી-5) અને ડાયોલ્સના ઉત્પ્રેરક ઓક્સિડેશન માટે ઝેડઆર-આધારિત એમઓએફ (યુઆઇઓ-66 અને યુઆઇઓ-67) છે. ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય ઉમદા ધાતુના નેનોપાર્ટિકલ્સનો પ્રવેશ એમ. ઓ. એફ. પર અસંતૃપ્ત ધાતુના સ્થળે કાર્યાત્મક જૂથો પર કલમ બનાવીને ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય ઉમદા ધાતુઓનું પ્રવેશ પૂર્ણ કરી શકાય છે. ઇથિલીનેડિયામાઇન (ઇડી) ને સીઆર મેટલ સાઇટ્સ પર કલમ કરવામાં આવ્યું હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે અને પી. ડી. જેવી ઉત્કૃષ્ટ ધાતુઓને સમાવવા માટે તેમાં વધુ ફેરફાર કરી શકાય છે. ફસાયેલા Pdમાં હેક પ્રતિક્રિયામાં Pd/C જેવી જ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ હોય છે. રુથેનિયમ નેનોપાર્ટિકલ્સ એમઓએફ-5 માળખામાં ફસાયેલા હોય ત્યારે સંખ્યાબંધ પ્રતિક્રિયાઓમાં ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. આ રુ-એન્કેપ્સ્યુલેટેડ એમઓએફ બેન્ઝાઇલ આલ્કોહોલના ઓક્સિડેશનને બેન્ઝાલ્ડિહાઇડમાં ઉત્પ્રેરિત કરે છે, જો કે એમઓએફનું અધઃપતન થાય છે. બેન્ઝિનના સાયક્લોહેક્ઝેનમાં હાઇડ્રોજનીકરણમાં આ જ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. અન્ય એક ઉદાહરણમાં, ખામીયુક્ત HKUST-1 માળખામાં જડિત Pd નેનોપાર્ટિકલ્સ ટ્યુનેબલ લેવિસ બેઝિક સાઇટ્સના નિર્માણને સક્ષમ કરે છે. તેથી, આ બહુક્રિયાશીલ પી. ડી./એમ. ઓ. એફ. સંયોજન તબક્કાવાર બેન્ઝાઈલ આલ્કોહોલ ઓક્સિડેશન અને નોવેનાજેલ ઘનીકરણ કરવા માટે સક્ષમ છે. કદ પસંદગીયુક્ત એમ. ઓ. એફ. સાથે પ્રતિક્રિયા યજમાનો તેમના છિદ્રોના કદ અને આકારની સુસંગતતાને કારણે ફોટોકેમિકલ અને પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓ બંને માટે ઉપયોગી સાબિત થઈ શકે છે. લી અને સહકાર્યકરો દ્વારા 3ડી એમઓએફ {[કો (બી. પી. ડી. સી.) 3 (બી. પી. આઈ.)] 4ડીએમએફ. એચ2ઓ} (બી. પી. ડી. સી.: બાયફિનાઇલ્ડિકાર્બોક્સિલેટ, બી. પી. આઈ.: 4,4-બાયપાઇરિડિન) નું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ઓ-મિથાઈલ ડાઇબેન્ઝિલ કીટોન (ઓ-મેડીબીકે) ના આ એમઓએફ ફોટોકેમિસ્ટ્રીનો ઉપયોગ કરીને વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. આ અણુમાં સાયક્લોપેન્ટેનોલના ઉત્પાદન સહિત વિવિધ ફોટોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા ગુણધર્મો હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. એમઓએફ ચેનલની મર્યાદિત જગ્યામાં પોલિમરાઇઝેશનનો અભ્યાસ કરવા માટે એમઓએફનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. મર્યાદિત જગ્યામાં પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓમાં ખુલ્લી જગ્યામાં પોલિમરાઇઝેશન કરતાં અલગ ગુણધર્મો હોઈ શકે છે. સ્ટાયરિન, ડિવિનિલબેન્ઝિન, અવેજી એસિટિલીન્સ, મિથાઈલ મેથાક્રિલેટ અને વિનાઇલ એસિટેટ, આ બધાનો કિટાગાવા અને સહકાર્યકરો દ્વારા રેડિકલ પોલિમરાઇઝેશન માટે શક્ય સક્રિય મોનોમર્સ તરીકે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. વિવિધ લિંકર કદને કારણે એમઓએફ ચેનલનું કદ આશરે 25 અને 100 Å2 ના ક્રમમાં ટ્યુન કરી શકાય છે. જ્યારે રેડિકલ પોલિમરાઇઝેશન સાઇટ્સ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે ચેનલો પ્રસાર રેડિકલને સ્થિર કરવા અને સમાપ્તિ પ્રતિક્રિયાઓને દબાવવા માટે દર્શાવવામાં આવી હતી. અસમપ્રમાણ ઉત્પ્રેરકતા હોમોચિરલ એમઓએફના નિર્માણ માટે ઘણી વ્યૂહરચનાઓ અસ્તિત્વમાં છે. અકીરલ લિંકર લિગાન્ડ્સમાંથી સ્વ-રીઝોલ્યુશન દ્વારા હોમોકાયરલ એમઓએફનું સ્ફટિકીકરણ એ આવા લક્ષ્યને પૂર્ણ કરવાની એક રીત છે. જો કે, પરિણામી જથ્થાબંધ નમૂનાઓમાં બંને એન્ન્ટીયોમોર્ફ્સ હોય છે અને તે રેસેમિક હોય છે. આયોમા અને સહકાર્યકરોએ સ્ફટિક વૃદ્ધિ પ્રક્રિયામાં ન્યુક્લિએશનને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરીને અકિરલ લિગાન્ડ્સમાંથી જથ્થામાં હોમોચિરલ એમઓએફ સફળતાપૂર્વક મેળવ્યા. ઝેંગ અને સહકાર્યકરોએ સ્ફટિકોની એન્ન્ટીયોમેરિક જોડીની રચનાના આંકડાકીય વધઘટને રાસાયણિક રીતે હેરફેર કરીને અકીરલ લિગાન્ડ્સમાંથી હોમોચિરલ એમઓએફના સંશ્લેષણની જાણ કરી હતી. કાયરલ પ્રભાવ હેઠળ એમ. ઓ. એફ. સ્ફટિકોને વિકસાવવા એ એકાયરલ લિંકર લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ કરીને હોમોકાયરલ એમ. ઓ. એફ. મેળવવાનો બીજો અભિગમ છે. રોસિન્સ્કી અને સહકાર્યકરોએ સ્ફટિક વૃદ્ધિ દરમિયાન હેલિસીસના હાથને નિયંત્રિત કરીને હોમોચિરલ એમ. ઓ. એફ. ની રચનાને નિર્દેશિત કરવા માટે કિરાલ કોલિગેન્ડ રજૂ કર્યું છે. મોરિસ અને સહકાર્યકરોએ એમ. ઓ. એફ. ના સંશ્લેષણ માટે પ્રતિક્રિયા માધ્યમ તરીકે કિરાલ કેટાયન સાથે આયનીય પ્રવાહીનો ઉપયોગ કર્યો હતો અને હોમોચિરલ એમ. ઓ. એફ. મેળવ્યા હતા. જોકે, હોમોચિરલ એમ. ઓ. એફ. નું સંશ્લેષણ કરવા માટેની સૌથી સીધી અને તર્કસંગત વ્યૂહરચના એ છે કે તેમના નિર્માણ માટે સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ કાયરલ લિંકર લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ કરવો. લિન અને સહકાર્યકરો દ્વારા 2,2-બીસ (ડિફેનિલફોસ્ફિનો)-1,1-બિનાફ્થાઇલ (બી. આઈ. એન. એ. પી.) અને 1,1-બાય-2,2-નેફ્થોલ (બી. આઈ. એન. ઓ. એલ.) નો ઉપયોગ કરીને રસપ્રદ કાર્યક્ષમતાઓ અને રીએજન્ટ-ઍક્સેસિબલ ચેનલો સાથે હોમોચિરલ એમ. ઓ. એફ. બનાવવામાં આવ્યા છે. આ લિગાન્ડ્સ એન્ન્ટીયોસેલેક્ટિવિટી વધારવા માટે ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય ધાતુની સાઇટ્સ સાથે સંકલન કરી શકે છે. પાયરિડીન, ફોસ્ફોનિક એસિડ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ જેવા વિવિધ જોડાણ જૂથોને 1,1 '-બિનાફ્થાઇલ ભાગની 3,3,4 અને 6,6 સ્થિતિઓમાં પસંદગીયુક્ત રીતે રજૂ કરી શકાય છે. તદુપરાંત, લિંકર લિગાન્ડ્સની લંબાઈને બદલીને એમઓએફની છિદ્રાળુતા અને માળખાની રચનાને પસંદગીયુક્ત રીતે ટ્યુન કરી શકાય છે. હોમોકાયરલ એમ. ઓ. એફ. ના પોસ્ટમોડિફિકેશન લિન અને સહકાર્યકરોએ દર્શાવ્યું છે કે ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે એનાન્સીયોસેલેક્ટિવ હોમોકાયરલ એમ. ઓ. એફ. નું ઉત્પાદન કરવા માટે એમ. ઓ. એફ. નું પોસ્ટમોડિફિકેશન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. લિન દ્વારા સંશ્લેષિત પરિણામી 3D હોમોકાયરલ MOF {[Cd3 (L) 3Cl6] • 4DMF • 6MeOH • 3H2O} (L = (R)-6,6 '-ડિક્લોરો-2,2'-ડાયહાઇડ્રોક્સિલ-1,1 '-બિનાફ્થાઇલ-બાયપાઇરિડિન) ડાયઇથિલઝિંક એડિશન રિએક્શન માટે સમાન ઉત્પ્રેરક કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે ટીઆઈ (ઓઇપીઆર) 4 દ્વારા ગ્રાફ્ટેડ ટીઆઈ-બિનોલેટ પ્રજાતિઓ પેદા કરવા માટે પૂર્વ-સારવાર કરવામાં આવી હતી. એમઓએફની ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ માળખાના માળખાના આધારે બદલાઈ શકે છે. લિન અને અન્યોએ શોધી કાઢ્યું હતું કે સમાન સામગ્રીમાંથી સંશ્લેષિત એમઓએફમાં હાજર માળખાની રચનાના આધારે અત્યંત અલગ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિઓ હોઈ શકે છે. પૂર્વ-ઉત્પ્રેરક એમ. ઓ. એફ. સાથે પૂર્વ-ઉત્પ્રેરક એમ. ઓ. એફ. નિર્માણ બ્લોક તરીકે ઉત્પ્રેરક રીતે સક્રિય હોમોકાયરલ એમ. ઓ. એફ. નું નિર્માણ કરવાનો બીજો અભિગમ કાયરલ મેટલ કોમ્પ્લેક્સનો સમાવેશ કરવાનો છે જે કાં તો સક્રિય ઉત્પ્રેરક અથવા પૂર્વ-ઉત્પ્રેરક હોય છે જે સીધા માળખાના માળખામાં હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, હુપ અને સહકાર્યકરોએ કાયરલ લિગાન્ડ અને બી. પી. ડી. સી. (બી. પી. ડી. સી.: બાયફિનાઇલ્ડિકાર્બોક્સિલેટ) ને જોડી દીધા છે અને બેવડા આંતરપ્રવેશક 3ડી નેટવર્ક મેળવ્યા છે. માળખામાં કાયરલ લિગાન્ડની દિશા તમામ એમએન (III) સાઇટ્સને ચેનલો દ્વારા સુલભ બનાવે છે. પરિણામી ખુલ્લા માળખાએ અસમપ્રમાણ ઓલેફિન ઇપોક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ તરફ ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ દર્શાવી. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ઉત્પ્રેરકની પ્રવૃત્તિમાં કોઈ નોંધપાત્ર ઘટાડો જોવા મળ્યો ન હતો અને ઉત્પ્રેરકનું રિસાયકલ કરી શકાય છે અને તેનો ઘણી વખત ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. લિન અને સહકાર્યકરોએ ઝિર્કોનિયમ ફોસ્ફોનેટ-વ્યુત્પન્ન રુ-બિનેપ પ્રણાલીઓની જાણ કરી છે. રુ (બી. આઈ. એન. એ. પી.) (ડાયામિન) સી. એલ. 2 પ્રીકેટાલિસ્ટ્સ ધરાવતી ઝિર્કોનિયમ ફોસ્ફોનેટ-આધારિત કિરાલ છિદ્રાળુ વર્ણસંકર સામગ્રીએ સુગંધિત કીટોનના અસમપ્રમાણ હાઇડ્રોજનીકરણમાં ઉત્તમ એન્ન્ટીયોસેલેક્ટિવિટી (<આઇ. ડી. 1> ઇ. સુધી) દર્શાવી હતી. બાયોમિમેટિક ડિઝાઇન અને ફોટોકેટાલિસિસ કેટલીક એમઓએફ સામગ્રીઓ ઉત્સેચકો જેવી હોઈ શકે છે જ્યારે તેઓ અલગ બહુપક્ષીય સ્થળો, ગતિશીલ યજમાન-મહેમાન પ્રતિક્રિયાઓ અને હાઇડ્રોફોબિક પોલાણ વાતાવરણને જોડે છે જે ઉત્સેચકની લાક્ષણિકતાઓ છે. જૈવિક પ્રણાલીઓમાં બે ધાતુના આયનોને સંડોવતા સહકારી ઉત્પ્રેરકોના કેટલાક જાણીતા ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ મિથેન મોનોઓક્સિજનેઝમાં ડાયરોન સાઇટ્સ, સાયટોક્રોમ સી ઓક્સિડેઝમાં ડાયકોપર, અને ટ્રાઇકોપર ઓક્સિડેસ જે 0D સંકલન પોલિમરમાં જોવા મળતા બહુપક્ષીય સમૂહો સાથે સામ્યતા ધરાવે છે, જેમ કે HKUST-1 માં MOP-1 અને [Cu3 (btc) 2] (btc = બેન્ઝિન-1,3,5-ટ્રાઇકાર્બોક્સિલેટ) માં જોવા મળતા બાયન્યુક્લિયર Cu2 પેડલવ્હીલ એકમો અથવા MIL-88 માં {} જેવા ટ્રાઇન્યુક્લિયર એકમો અને IRMOP-51. આમ, 0D એમઓએફમાં સુલભ બાયોમિમેટિક ઉત્પ્રેરક કેન્દ્રો છે. ઉત્સેચકીય પ્રણાલીઓમાં, પ્રોટીન એકમો "મોલેક્યુલર રેકગ્નિશન" દર્શાવે છે, જે ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ્સ માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ છે. એવું લાગે છે કે ઝિયોલાઇટ્સમાં પરમાણુ ઓળખની અસરો કઠોર ઝિયોલાઇટ માળખા દ્વારા મર્યાદિત છે. તેનાથી વિપરીત, ગતિશીલ લક્ષણો અને મહેમાન આકારનો પ્રતિસાદ એમ. ઓ. એફ. ને ઉત્સેચકો સાથે વધુ સમાન બનાવે છે. ખરેખર, ઘણા વર્ણસંકર માળખામાં કાર્બનિક ભાગો હોય છે જે પ્રકાશ અને ગરમી જેવા ઉત્તેજનાના પરિણામે ફેરવી શકે છે. એમઓએફ માળખામાં છિદ્રાળુ ચેનલોનો ઉપયોગ ફોટોકેટાલિસિસ સાઇટ્સ તરીકે થઈ શકે છે. ફોટોકેટાલિસિસમાં, મોનોન્યુક્લિયર કોમ્પ્લેક્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મર્યાદિત હોય છે કારણ કે તેઓ માત્ર એક-ઇલેક્ટ્રોન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે અથવા ઉચ્ચ-ઊર્જા ઇરેડિયેશનની જરૂરિયાતથી થાય છે. આ કિસ્સામાં, દ્વિદલીય પ્રણાલીઓમાં પ્રકાશ ઉત્પ્રેરકના વિકાસ માટે સંખ્યાબંધ આકર્ષક સુવિધાઓ છે. 0D એમઓએફ માળખાઓ માટે, પોલીકેશન નોડ્સ સેમિકન્ડક્ટર ક્વોન્ટમ બિંદુઓ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે જે ફોટોન એન્ટેના તરીકે સેવા આપતા લિંકર સાથે ફોટોસ્ટિમુલી પર સક્રિય થઈ શકે છે. સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે એમ. ઓ. એફ. એ સેમિકન્ડક્ટર્સ અથવા ઇન્સ્યુલેટર છે, જેમાં 1 અને 5.5 ઇ. વી. વચ્ચે બેન્ડ ગેપ હોય છે, જેને લિગાન્ડ્સમાં જોડાણની માત્રામાં ફેરફાર કરીને બદલી શકાય છે. પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે IRMOF-પ્રકારના નમૂનાઓના બેન્ડ ગેપને લિંકરની કાર્યક્ષમતામાં ફેરફાર કરીને ટ્યુન કરી શકાય છે. બળતરા વિરોધી ઉપચાર માટે એક સંકલિત એમઓએફ નેનોઝાઇમ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. યાંત્રિક ગુણધર્મો ઉદ્યોગમાં એમઓએફનો અમલ કરવા માટે મોટાભાગની પ્રક્રિયા તકનીકો (દા. ત.) થી યાંત્રિક ગુણધર્મોની સંપૂર્ણ સમજણ જરૂરી છે. એક્સટ્રુઝન અને પેલેટાઇઝેશન) એમ. ઓ. એફ. ને નોંધપાત્ર યાંત્રિક સંકોચક તાણ માટે ખુલ્લા પાડે છે. છિદ્રાળુ માળખાઓનો યાંત્રિક પ્રતિસાદ રસપ્રદ છે કારણ કે આ માળખાઓ ઉચ્ચ દબાણ માટે અસામાન્ય પ્રતિસાદ પ્રદર્શિત કરી શકે છે. જ્યારે ઝિયોલાઇટ્સ (માઇક્રોપોરસ, એલ્યુમિનોસિલિકેટ ખનિજો) એમઓએફના યાંત્રિક પ્રતિભાવમાં કેટલીક સમજ આપી શકે છે, ત્યારે ઝિયોલાઇટ્સના વિરોધમાં કાર્બનિક લિંકરની હાજરી, નવીન યાંત્રિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે બનાવે છે. એમઓએફ માળખાકીય રીતે ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે એટલે કે તેમના તમામ યાંત્રિક ગુણધર્મોનું વર્ગીકરણ કરવું પડકારજનક છે. વધુમાં, બેચથી બેચ સુધી એમ. ઓ. એફ. માં પરિવર્તનશીલતા અને આત્યંતિક પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ (ડાયમંડ એનવિલ સેલ્સ) નો અર્થ એ છે કે લોડિંગ માટે યાંત્રિક પ્રતિભાવનું પ્રાયોગિક નિર્ધારણ મર્યાદિત છે, જો કે માળખું-સંપત્તિ સંબંધો નક્કી કરવા માટે ઘણા કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલ્સ બનાવવામાં આવ્યા છે. જે મુખ્ય એમ. ઓ. એફ. પ્રણાલીઓનું સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે તેમાં ઝિયોલિટિક ઇમિડાઝોલેટ ફ્રેમવર્ક (ઝેડ. આઇ. એફ.), કાર્બોક્સિલેટ એમ. ઓ. એફ., ઝિરકોનિયમ આધારિત એમ. ઓ. એફ. વગેરે સામેલ છે. સામાન્ય રીતે, એમઓએફ કોમ્પ્રેસિવ લોડિંગ હેઠળ ત્રણ પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે (જે પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં સુસંગત છે): એમોર્ફીઝેશન, હાયપરફિલિંગ અને/અથવા દબાણ પ્રેરિત તબક્કાના સંક્રમણો. અમોર્ફિઝેશન દરમિયાન લિંકર બકલ કરે છે અને એમ. ઓ. એફ. ની અંદરની આંતરિક છિદ્રાળુતા તૂટી જાય છે. હાયપરફિલિંગ દરમિયાન એમઓએફ જે પ્રવાહી (સામાન્ય રીતે દ્રાવક) માં હાઇડ્રોસ્ટેટિકલી સંકુચિત કરવામાં આવે છે તે લોડિંગ મીડિયા સાથે છિદ્રો ભરવાને કારણે સંકોચનને બદલે વિસ્તૃત થશે. છેવટે, દબાણ પ્રેરિત તબક્કાના સંક્રમણો જ્યાં લોડિંગ દરમિયાન સ્ફટિકની રચનામાં ફેરફાર થાય છે તે શક્ય છે. એમઓએફનો પ્રતિસાદ મુખ્યત્વે લિંકર પ્રજાતિઓ અને અકાર્બનિક ગાંઠો પર આધારિત છે. ઝિયોલિટિક ઇમિડાઝોલેટ માળખા (ZIFs) ઝિયોલિટિક ઇમિડાઝોલેટ માળખા (ZIFs) માં વિવિધ યાંત્રિક ઘટનાઓનું અવલોકન કરવામાં આવ્યું છે, જે ઝિયોલાઇટ્સ સાથે તેમની ઘણી સામ્યતાઓને કારણે યાંત્રિક ગુણધર્મો માટે સૌથી વધુ અભ્યાસ કરાયેલ એમઓએફ છે. ઝેડઆઈએફ પરિવાર માટે સામાન્ય વલણો એ છે કે યંગના મોડ્યુલસનું વલણ અને ઝેડઆઈએફની કઠિનતામાં ઘટાડો થાય છે કારણ કે સુલભ છિદ્રોની માત્રા વધે છે. બેન્ઝોઈમિડાઝોલેટ (bim−) સાંદ્રતામાં વધારો થવાની સાથે ZIF-62 શ્રેણીના બલ્ક મોડુલીમાં વધારો થાય છે. ZIF-62 ખુલ્લા છિદ્ર (ઓપ) થી બંધ છિદ્ર (સી. પી.) તબક્કામાં સતત તબક્કાનું સંક્રમણ દર્શાવે છે જ્યારે બિમ-સાંદ્રતા ફોર્મ્યુલર એકમ દીઠ 0.35 થી વધુ હોય છે. ZIF-62-bim0.35 ના સુલભ છિદ્રોના કદ અને કદને પર્યાપ્ત દબાણ લાગુ કરીને ચોક્કસપણે ટ્યુન કરી શકાય છે. અન્ય એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે દ્રાવકમાં હાઇડ્રોસ્ટેટિક લોડિંગ હેઠળ ZIF-8 સામગ્રી સંકોચનના વિરોધમાં વિસ્તરે છે. આ દ્રાવક સાથે આંતરિક છિદ્રોના હાઇપરફિલિંગનું પરિણામ છે. એક કોમ્પ્યુટેશનલ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ઝેડઆઈએફ-4 અને ઝેડઆઈએફ-8 સામગ્રી હાઇડ્રોસ્ટેટિક લોડિંગ હેઠળ સામગ્રીના અમોર્ફિઝિંગ (~ 0.34 જીપીએ પર) સાથે શીયર સોફ્ટનિંગ મિકેનિઝમમાંથી પસાર થાય છે, જ્યારે હજુ પણ 6.5 જીપીએના ક્રમમાં બલ્ક મોડ્યુલસ ધરાવે છે. વધુમાં, ઝેડઆઈએફ-4 અને ઝેડઆઈએફ-8 એમઓએફ ઘણા દબાણ આધારિત તબક્કાના સંક્રમણોને આધિન છે. કાર્બોક્સિલેટ-આધારિત એમ. ઓ. એફ. કાર્બોક્સિલેટ એમ. ઓ. એફ. ઘણા સ્વરૂપોમાં આવે છે અને તેનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. અહીં, HKUST-1, MOF-5 અને MIL શ્રેણીની ચર્ચા કાર્બોક્સિલેટ MOF વર્ગના પ્રતિનિધિ ઉદાહરણો તરીકે કરવામાં આવી છે. HKUST-1 HKUST-1 ડાયમેરિક ક્યુ-પેડલવ્હીલ ધરાવે છે જે બે પ્રકારના છિદ્રો ધરાવે છે. પેલેટાઇઝેશન હેઠળ HKUST-1 જેવા એમઓએફ છિદ્રોના પતનનું પ્રદર્શન કરે છે. જો કે મોટાભાગના કાર્બોક્સિલેટ એમ. ઓ. એફ. માં નકારાત્મક થર્મલ વિસ્તરણ હોય છે (તેઓ ગરમી દરમિયાન ગાઢ બને છે), એવું જાણવા મળ્યું છે કે લિંકરના અવ્યવસ્થિત થવાથી વધતા તાપમાન સાથે કઠિનતા અને યંગના મોડ્યુલીમાં અણધારી રીતે ઘટાડો થાય છે. કોમ્પ્યુટેશનલ રીતે એવું પણ જાણવા મળ્યું હતું કે વધુ મેસોપોરસ માળખામાં ઓછું બલ્ક મોડ્યુલસ હોય છે. જો કે, કેટલાક મોટા મેસોપોર્સ વિરુદ્ધ ઘણા નાના મેસોપોર્સ સાથેની પ્રણાલીઓમાં બલ્ક મોડ્યુલસમાં વધારો જોવા મળ્યો હતો, તેમ છતાં બંને છિદ્રોના કદના વિતરણમાં સમાન કુલ છિદ્રોની માત્રા હતી. HKUST-1 હાઇડ્રોસ્ટેટિક લોડિંગ હેઠળ ZIF માળખાઓ જેવી જ "હાયપરફિલિંગ" ઘટના દર્શાવે છે. એમ. ઓ. એફ.-5 એમ. ઓ. એફ.-5 એકંદર ઘન માળખા સાથે ઓક્ટાહેડ્રલ રૂપરેખાંકનમાં ટેટ્રાન્યૂક્લિયર ગાંઠો ધરાવે છે. એમઓએફ-5માં લાકડાની સરખામણીમાં સંકોચનક્ષમતા અને યંગનું મોડ્યુલસ (~ 14.9 જીપીએ) છે, જેની ઘનતા કાર્યાત્મક સિદ્ધાંત (ડીએફટી) અને નેનોઇન્ડેન્ટેશન દ્વારા પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. જ્યારે એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે એમઓએફ-5 દ્રાવકના લોડિંગ માધ્યમની અંદર હાયપરફિલિંગની ઘટનાનું પ્રદર્શન કરી શકે છે, ત્યારે આ એમઓએફ દબાણ પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે અને જ્યારે છિદ્રોમાં કોઈ પ્રવાહી ન હોય ત્યારે 3.5 એમપીએના દબાણ પર અમોર્ફિઝેશન/દબાણ પ્રેરિત છિદ્રોના પતનમાંથી પસાર થાય છે. એમઆઇએલ-53 એમઆઇએલ-53 એમઓએફ "વાઇન રેક" માળખું ધરાવે છે. લોડિંગની લવચીકતાને કારણે યંગના મોડ્યુલસમાં અનિસોટ્રોપી માટે આ એમઓએફની શોધ કરવામાં આવી છે, અને લોડિંગ દરમિયાન વાઇન રેક ખોલવાની ક્ષમતાને કારણે, એક દિશામાં સંકુચિત કરતી વખતે નકારાત્મક રેખીય સંકોચનક્ષમતાની સંભાવના છે. યુઆઇઓ-66 જેવા ઝિર્કોનિયમ-આધારિત એમઓએફ ઝિર્કોનિયમ-આધારિત એમઓએફ એ ગરમી, દ્રાવકો અને અન્ય કઠોર પરિસ્થિતિઓ સામે વધેલા પ્રતિકાર સાથે એમઓએફનો ખૂબ જ મજબૂત વર્ગ છે (મજબૂત હેક્સાનુક્લિયર ઝેડઆર _ 6 ધાતુના ગાંઠોને આભારી છે), જે તેમને યાંત્રિક ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ રસપ્રદ બનાવે છે. શીયર મોડ્યુલસ અને પેલેટાઇઝેશનના નિર્ધારણ દર્શાવે છે કે યુઆઇઓ-66 એમઓએફ ખૂબ જ યાંત્રિક રીતે મજબૂત છે અને ઝેડઆઇએફ અને કાર્બોક્સિલેટ એમઓએફની સરખામણીમાં છિદ્રોના પતન માટે ઉચ્ચ સહનશીલતા ધરાવે છે. જો કે UiO-66 MOF પેલેટાઇઝેશન હેઠળ વધેલી સ્થિરતા દર્શાવે છે, તેમ છતાં UiO-66 MOFs લિંકર સંકલન અકાર્બનિક ગાંઠોના વિનાશને કારણે બોલ મિલિંગની પરિસ્થિતિઓમાં એકદમ ઝડપથી ક્ષીણ થઈ જાય છે. ઉપયોગો હાઇડ્રોજન સંગ્રહ મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન કોઈપણ બળતણની સૌથી વધુ ચોક્કસ ઊર્જા ધરાવે છે. જો કે જ્યાં સુધી હાઇડ્રોજન ગેસને સંકુચિત કરવામાં ન આવે ત્યાં સુધી તેની વોલ્યુમેટ્રિક ઊર્જાની ઘનતા ખૂબ ઓછી હોય છે, તેથી હાઇડ્રોજનના પરિવહન અને સંગ્રહ માટે ઊર્જા-સઘન સંકોચન અને દ્રવીકરણ પ્રક્રિયાઓની જરૂર પડે છે. તેથી, નવી હાઇડ્રોજન સંગ્રહ પદ્ધતિઓનો વિકાસ જે વ્યવહારુ વોલ્યુમેટ્રિક ઊર્જા ઘનતા માટે જરૂરી સહવર્તી દબાણને ઘટાડે છે તે સંશોધનનું સક્રિય ક્ષેત્ર છે. એમઓએફ તેમના ઉચ્ચ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારો અને સપાટીથી વોલ્યુમ ગુણોત્તર તેમજ તેમની રાસાયણિક રીતે ટ્યુન કરી શકાય તેવી રચનાઓને કારણે શોષક હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટેની સામગ્રી તરીકે ધ્યાન આકર્ષિત કરે છે. ખાલી ગેસ સિલિન્ડરની તુલનામાં, એમ. ઓ. એફ. ભરેલું ગેસ સિલિન્ડર આપેલ દબાણ પર વધુ હાઇડ્રોજનનો સંગ્રહ કરી શકે છે કારણ કે હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ એમ. ઓ. એફ. ની સપાટી પર શોષી લે છે. વધુમાં, એમઓએફ ડેડ-વોલ્યુમથી મુક્ત છે, તેથી બિન-સુલભ વોલ્યુમ દ્વારા જગ્યા-અવરોધિત થવાના પરિણામે સંગ્રહ ક્ષમતામાં લગભગ કોઈ નુકસાન થતું નથી. ઉપરાંત, કારણ કે હાઇડ્રોજનનું ગ્રહણ મુખ્યત્વે ભૌતિક શોષણ પર આધારિત છે, ઘણા એમ. ઓ. એફ. સંપૂર્ણપણે ઉલટાવી શકાય તેવું ગ્રહણ અને પ્રકાશન વર્તન ધરાવે છે. શોષાયેલા હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરતી વખતે કોઈ મોટા સક્રિયકરણ અવરોધોની જરૂર નથી. એમ. ઓ. એફ. ની સંગ્રહ ક્ષમતા હાઇડ્રોજનની પ્રવાહી-તબક્કાની ઘનતા દ્વારા મર્યાદિત હોય છે કારણ કે એમ. ઓ. એફ. દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવતા ફાયદાઓ ત્યારે જ અનુભવી શકાય છે જ્યારે હાઇડ્રોજન તેની વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં હોય. એમ. ઓ. એફ. ની સપાટી પર ગેસ કેટલી હદે શોષી શકે છે તે ગેસના તાપમાન અને દબાણ પર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે, ઘટતા તાપમાન અને વધતા દબાણ સાથે શોષણ વધે છે (જ્યાં સુધી મહત્તમ ન પહોંચે ત્યાં સુધી, સામાન્ય રીતે 20-30 બાર, જેના પછી શોષણ ક્ષમતા ઘટે છે). જો કે, ઓટોમોટિવ ઇંધણ કોષોમાં હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા એમઓએફને આસપાસના તાપમાન અને 1 થી 100 બાર વચ્ચેના દબાણ પર અસરકારક રીતે કામ કરવાની જરૂર છે, કારણ કે આ એવા મૂલ્યો છે જે ઓટોમોટિવ કાર્યક્રમો માટે સલામત માનવામાં આવે છે. યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી (ડીઓઇ) એ લાઇટ-ડ્યુટી ફ્યુઅલ સેલ વાહનો માટે ઓન-બોર્ડ હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે વાર્ષિક તકનીકી સિસ્ટમ લક્ષ્યોની સૂચિ પ્રકાશિત કરી છે જે આ ક્ષેત્રમાં સંશોધકોને માર્ગદર્શન આપે છે (2017 સુધીમાં 5.5 ડબલ્યુટી%/40 ગ્રામ એલ-1; 7.5 ડબલ્યુટી%/70 ગ્રામ એલ-1 અંતિમ). આ લક્ષ્યોને પહોંચી વળવા માટે ઉચ્ચ છિદ્રાળુતા અને ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર ધરાવતી સામગ્રી જેમ કે એમઓએફની રચના અને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે. આ શોષક પદાર્થો સામાન્ય રીતે મોટા HOMO-LUMO અંતર અને પરમાણુ હાઇડ્રોજનના નીચા HOMO ઊર્જા સ્તરને કારણે રસાયણ શોષણને બદલે ભૌતિક શોષણ દ્વારા કામ કરે છે. આ માટે એક બેન્ચમાર્ક સામગ્રી એમ. ઓ. એફ.-177 છે, જે 77 કે અને 70 બાર પર 32 ગ્રામ એલ-1ની વોલ્યુમેટ્રિક ક્ષમતા સાથે 7.5 ડબલ્યુ. ટી.% પર હાઇડ્રોજનનો સંગ્રહ કરતી હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. એમઓએફ-177 માં [Zn4O] 6 + ક્લસ્ટરો છે જે 1,3,5-બેન્ઝેનેટ્રીબેન્ઝોએટ ઓર્ગેનિક લિંકર્સ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે અને તેનો માપવામાં આવેલો BET સપાટી વિસ્તાર 4630 m2 g−1 છે. અન્ય અનુકરણીય સામગ્રી પી. સી. એન.-61 છે જે વાતાવરણીય દબાણ પર 35 બાર અને 77 કે અને 2.25 ડબલ્યુ. ટી.% પર 6.24 ડબલ્યુ. ટી.% અને 42.5 ગ્રામ એલ.-1 નું હાઇડ્રોજન ગ્રહણ દર્શાવે છે. PCN-61 માં [Cu2] 4 + પેડલ-વ્હીલ એકમોનો સમાવેશ થાય છે જે 5,5,5-બેન્ઝિન-1,3,5-ટ્રાઇઇલટ્રિસ (1-ઇથિનિલ-2-આઇસોફ્થાલેટ) ઓર્ગેનિક લિંકર દ્વારા જોડાયેલા હોય છે અને તેનો માપેલ BET સપાટી વિસ્તાર 3000 m2 g−1 છે. આ આશાસ્પદ એમઓએફ ઉદાહરણો હોવા છતાં, વ્યવહારુ હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે સૌથી વધુ કામગીરી ધરાવતી કૃત્રિમ છિદ્રાળુ સામગ્રીના વર્ગો સક્રિય કાર્બન અને સહસંયોજક કાર્બનિક માળખા (સીઓએફ) છે. ડિઝાઇન સિદ્ધાંતો હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે એમઓએફના વ્યવહારુ ઉપયોગોને ઘણા પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે. ઓરડાના તાપમાને હાઇડ્રોજનના શોષણ માટે, હાઇડ્રોજન બંધનકર્તા ઊર્જામાં નોંધપાત્ર વધારો કરવાની જરૂર પડશે. એમ. ઓ. એફ. ના કેટલાક વર્ગોની શોધ કરવામાં આવી છે, જેમાં કાર્બોક્સિલેટ-આધારિત એમ. ઓ. એફ., હેટરોસાયક્લિક એઝોલેટ-આધારિત એમ. ઓ. એફ., મેટલ-સાયનાઇડ એમ. ઓ. એફ. અને સહસંયોજક કાર્બનિક માળખાઓનો સમાવેશ થાય છે. કાર્બોક્સિલેટ-આધારિત એમ. ઓ. એફ. એ અત્યાર સુધીમાં સૌથી વધુ ધ્યાન ખેંચ્યું છે કારણ કે તેઓ કાં તો વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ હોય છે અથવા સરળતાથી સંશ્લેષિત હોય છે, તેમની પાસે ઉચ્ચ એસિડિટી (પી. કે. એ. ~ 4) હોય છે જે સિટુ ડિપ્રોટોનેશનમાં સરળતા માટે પરવાનગી આપે છે, મેટલ-કાર્બોક્સિલેટ બોન્ડની રચના ઉલટાવી શકાય તેવું છે, જે સારી રીતે આદેશિત સ્ફટિકીય એમ. ઓ. એફ. ની રચનાને સરળ બનાવે છે, અને કાર્બોક્સિલેટ જૂથોની બ્રિજિંગ બાયડેન્ટેટ સંકલન ક્ષમતા ઉચ્ચ સ્તરની ફ્રેમવર્ક કનેક્ટિવિટી અને છિદ્રોમાંથી દ્રાવકને બહાર કાઢવા માટે જરૂરી શરતો હેઠળ એમ. ઓ. એફ. આર્કિટેક્ચર જાળવવા માટે જરૂરી મજબૂત મેટલ-લિગાન્ડ બોન્ડ્સની તરફેણ કરે છે. કાર્બોક્સિલેટ આધારિત માળખામાં ઉપયોગમાં લેવાતી સૌથી સામાન્ય સંક્રમણ ધાતુઓ Cu2 + અને Zn2 + છે. હળવા મુખ્ય જૂથ ધાતુના આયનોનું પણ સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે. બીઇ 12 (ઓએચ) 12 (બીટીબી) 4, પ્રથમ સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષિત અને માળખાકીય રીતે લાક્ષણિકતા ધરાવતું એમઓએફ જેમાં પ્રકાશ મુખ્ય જૂથ ધાતુ આયનનો સમાવેશ થાય છે, તે ઉચ્ચ હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ક્ષમતા દર્શાવે છે, પરંતુ તે વ્યવહારીક રીતે ઉપયોગમાં લેવા માટે ખૂબ ઝેરી છે. એમ. જી. 4 (બી. ડી. સી.) 3 માં મેગ્નેશિયમ જેવા અન્ય પ્રકાશ મુખ્ય જૂથ ધાતુના આયનોથી બનેલા એમ. ઓ. એફ. વિકસાવવા માટે નોંધપાત્ર પ્રયાસો કરવામાં આવી રહ્યા છે. નીચે કેટલાક એમ. ઓ. એફ. ની યાદી છે જે મે 2012 સુધીમાં હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે શ્રેષ્ઠ ગુણધર્મો ધરાવે છે (હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ક્ષમતામાં ઘટાડાના ક્રમમાં). વર્ણવેલ દરેક એમઓએફના તેના ફાયદા હોવા છતાં, આમાંથી કોઈ પણ એમઓએફ યુ. એસ. ડીઓઇ દ્વારા નિર્ધારિત તમામ ધોરણો સુધી પહોંચતું નથી. તેથી, તે હજુ સુધી જાણી શકાયું નથી કે ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર, નાના છિદ્રો અથવા ત્રિવિધ ધાતુ સમૂહ ધરાવતી સામગ્રી હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે સૌથી અનુકૂળ એમ. ઓ. એફ. ઉત્પન્ન કરે છે કે કેમ. હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ક્ષમતા પર માળખાકીય અસરો આજની તારીખે, ઓરડાના તાપમાને એમઓએફમાં હાઇડ્રોજન સંગ્રહ એ સંગ્રહ ક્ષમતાને મહત્તમ કરવા અને વાજબી શોષણ દર જાળવવા વચ્ચેની લડાઈ છે, જ્યારે શોષક માળખાની અખંડિતતા જાળવી રાખવામાં આવે છે (દા. ત. હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ક્ષમતા પર માળખાકીય અસરો). છિદ્રોને સંપૂર્ણપણે ખાલી કરવા, એમઓએફ માળખું સાચવવું, વગેરે) ઘણા ચક્રો. હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે એમઓએફની રચનાને સંચાલિત કરતી બે મુખ્ય વ્યૂહરચનાઓ છેઃ 1) સામગ્રીની સૈદ્ધાંતિક સંગ્રહ ક્ષમતા વધારવા માટે, અને 2) કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓને આસપાસના તાપમાન અને દબાણની નજીક લાવવા માટે. રોઝેલ અને યાઘીએ કેટલાક પ્રારંભિક કાગળોમાં આ છેડા તરફની ઘણી દિશાઓ ઓળખી છે. સપાટીનું ક્ષેત્રફળ હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા એમ. ઓ. એફ. માં સામાન્ય વલણ એ છે કે સપાટીનું ક્ષેત્રફળ જેટલું વધારે હશે, એમ. ઓ. એફ. તેટલું વધુ હાઇડ્રોજન સંગ્રહિત કરી શકે છે. ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તારની સામગ્રીઓ માઇક્રોપોર વોલ્યુમમાં વધારો કરે છે અને સ્વાભાવિક રીતે ઓછી જથ્થાબંધ ઘનતા દર્શાવે છે, જેનાથી વધુ હાઇડ્રોજન શોષણ થાય છે. હાઇડ્રોજન શોષણ એન્થાલ્પી ઉચ્ચ હાઇડ્રોજન શોષણ એન્થાલ્પી પણ મહત્વપૂર્ણ છે. સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે 22-25 kJ/mol ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ઓરડાના તાપમાને હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે આદર્શ છે, કારણ કે તેઓ H2 ને શોષવા માટે પૂરતા મજબૂત છે, પરંતુ ઝડપી શોષણ માટે પરવાનગી આપવા માટે પૂરતા નબળા છે. હાઇડ્રોજન અને ચાર્જ વગરના કાર્બનિક જોડાણકારો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એટલી મજબૂત નથી, અને તેથી ખુલ્લી ધાતુની સાઇટ્સ સાથે એમઓએફના સંશ્લેષણમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં કામ થયું છે, જેમાં હાઇડ્રોજન 5-10 kJ/mol ની એન્થાલ્પી સાથે શોષાય છે. કૃત્રિમ રીતે, આ લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જેની ભૂમિતિ ધાતુને સંપૂર્ણ રીતે સંકલિત થવાથી અટકાવે છે, સંશ્લેષણ દરમિયાન અસ્થિર ધાતુ-બંધાયેલા દ્રાવક અણુઓને દૂર કરીને અને વધારાના ધાતુના કેટાયન સાથે કૃત્રિમ ગર્ભાધાન પછી. અને ખુલ્લા ધાતુ સંકલન સ્થળોને કારણે વધેલી બંધન ઊર્જાના મહાન ઉદાહરણો છે; જો કે, તેમની ઉચ્ચ ધાતુ-હાઇડ્રોજન બંધ વિયોજન ઊર્જા હાઇડ્રોજન સાથે લોડ કરવા પર ગરમીના જબરદસ્ત પ્રકાશનમાં પરિણમે છે, જે બળતણ કોષો માટે અનુકૂળ નથી. તેથી, એમ. ઓ. એફ. એ ભ્રમણકક્ષાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ટાળવી જોઈએ જે આવા મજબૂત ધાતુ-હાઇડ્રોજન બંધ તરફ દોરી જાય છે અને એમ. એન. 3 [(એમ. એન. 4. સી. એલ.) 3 (બી. ટી. ટી.) 8] 2 માં દર્શાવ્યા મુજબ સરળ ચાર્જ-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. 22-25 kJ/mol ની સંલગ્ન ઊર્જા ચાર્જ-પ્રેરિત દ્વિધ્રુવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની લાક્ષણિકતા છે, અને તેથી ચાર્જ લિંકર અને ધાતુઓના ઉપયોગમાં રસ છે. એમ. ઓ. એફ. માં ધાતુ-હાઇડ્રોજન બંધની તાકાત ઓછી થાય છે, કદાચ ચાર્જ પ્રસરણને કારણે, તેથી આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વધુ મજબૂત કરવા માટે 2 + અને 3 + ધાતુના આયનોનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. આ અભિગમમાં સમસ્યા એ છે કે ખુલ્લી ધાતુની સપાટીવાળા એમઓએફમાં લિંકરની સાંદ્રતા ઓછી હોય છે; આ તેમને સંશ્લેષણ કરવું મુશ્કેલ બનાવે છે, કારણ કે તેઓ માળખાના પતનની સંભાવના ધરાવે છે. આનાથી તેમના ઉપયોગી જીવનકાળમાં પણ ઘટાડો થઈ શકે છે. હવામાં ભેજનું એમ. ઓ. એફ. પ્રત્યે સંવેદનશીલતા હવામાં ભેજ પ્રત્યે વારંવાર સંવેદનશીલ હોય છે. ખાસ કરીને, ઓરડાના તાપમાને થોડી માત્રામાં પાણીની હાજરીમાં IRMOF-1નું અધઃપતન થાય છે. ધાતુના એનાલોગ પરના અભ્યાસોએ Zn સિવાયની ધાતુઓની ઊંચા તાપમાને પાણીની ઊંચી સાંદ્રતામાં ટકી રહેવાની ક્ષમતાને ઉજાગર કરી છે. આની ભરપાઈ કરવા માટે, ખાસ બાંધવામાં આવેલા સંગ્રહ કન્ટેનરની જરૂર પડે છે, જે ખર્ચાળ હોઈ શકે છે. મેટલ-ઇમિડાઝોલેટ,-ટ્રાઇઝોલેટ અને-પાયરાઝોલેટ માળખા જેવા મજબૂત મેટલ-લિગાન્ડ બોન્ડ્સ, હવા પ્રત્યે એમઓએફની સંવેદનશીલતામાં ઘટાડો કરવા માટે જાણીતા છે, જે સંગ્રહના ખર્ચને ઘટાડે છે. છિદ્રોના કદ માઇક્રોપોરસ પદાર્થમાં જ્યાં ભૌતિક શોષણ અને નબળા વાન ડર વાલ્સ બળો શોષણ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, ત્યાં સંગ્રહની ઘનતા છિદ્રોના કદ પર મોટા પ્રમાણમાં આધારિત હોય છે. ગ્રેફાઇટિક કાર્બન અને કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ જેવી આદર્શ એકરૂપ સામગ્રીની ગણતરીઓ આગાહી કરે છે કે 7 Å-પહોળા છિદ્રો ધરાવતી માઇક્રોપોરસ સામગ્રી ઓરડાના તાપમાને મહત્તમ હાઇડ્રોજન ગ્રહણ પ્રદર્શિત કરશે. આ પહોળાઈ પર, હાઇડ્રોજન અણુઓના બરાબર બે સ્તરો વિરોધી સપાટીઓ પર શોષાય છે, જેની વચ્ચે કોઈ જગ્યા બાકી નથી. 10 Å-પહોળા છિદ્રો પણ આદર્શ કદના હોય છે કારણ કે આ પહોળાઈ પર, હાઇડ્રોજનના બરાબર ત્રણ સ્તરો વચ્ચે કોઈ જગ્યા વિના અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. (હાઇડ્રોજન પરમાણુની બોન્ડ લંબાઈ 0.74 Å હોય છે અને દરેક અણુ માટે વાન ડેર વાલ્સ ત્રિજ્યા 1.17 Å હોય છે; તેથી, તેની અસરકારક વાન ડેર વાલ્સ લંબાઈ 3.08 Å છે.) માળખાકીય ખામી માળખાકીય ખામીઓ પણ એમઓએફની કામગીરીમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. બ્રિજ્ડ સ્પિલઓવર દ્વારા ઓરડાના તાપમાનમાં હાઇડ્રોજનનું ગ્રહણ મુખ્યત્વે માળખાકીય ખામીઓ દ્વારા સંચાલિત થાય છે, જેની બે અસરો હોઈ શકે છેઃ 1) આંશિક રીતે તૂટી પડેલું માળખું છિદ્રોની પહોંચ અવરોધિત કરી શકે છે; જેનાથી હાઇડ્રોજનનું ગ્રહણ ઘટાડે છે, અને 2) જાળીની ખામીઓ નવા છિદ્રો અને ચેનલોની જટિલ શ્રેણી બનાવી શકે છે જે હાઇડ્રોજનના ગ્રહણમાં વધારો કરે છે. માળખાકીય ખામીઓ પણ ધાતુ ધરાવતા ગાંઠોને અપૂર્ણ રીતે સંકલિત કરી શકે છે. આ સુલભ ધાતુ કેન્દ્રોની સંખ્યામાં વધારો કરીને હાઇડ્રોજન સંગ્રહ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા એમઓએફની કામગીરીમાં વધારો કરે છે. છેવટે, માળખાકીય ખામીઓ ફોનોનના પરિવહનને અસર કરી શકે છે, જે એમઓએફની થર્મલ વાહકતાને અસર કરે છે. હાઇડ્રોજન શોષણ એ સપાટી પર રહેલા અણુઓ અથવા અણુઓને ફસાવવાની પ્રક્રિયા છે; તેથી સામગ્રીની શોષણ ક્ષમતા તેના સપાટી વિસ્તાર સાથે વધે છે. ત્રણ પરિમાણોમાં, મહત્તમ સપાટી વિસ્તાર એવી રચના દ્વારા મેળવવામાં આવશે જે અત્યંત છિદ્રાળુ હોય, જેમ કે અણુઓ અને અણુઓ આંતરિક સપાટીઓ સુધી પહોંચી શકે. આ સરળ ગુણાત્મક દલીલ સૂચવે છે કે અત્યંત છિદ્રાળુ ધાતુ-કાર્બનિક માળખા (એમ. ઓ. એફ.) હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ઉપકરણો માટે ઉત્તમ ઉમેદવાર હોવા જોઈએ. શોષણને વ્યાપક રીતે બે પ્રકારોમાંથી એક તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છેઃ ભૌતિક શોષણ અથવા રસાયણ શોષણ. ભૌતિક શોષણ નબળા વેન ડેર વાલ્સ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, અને બોન્ડ એન્થાલ્પીઝ સામાન્ય રીતે 20 kJ/mol કરતા ઓછી હોય છે. કેમીસોર્પ્શન, વૈકલ્પિક રીતે, મજબૂત સહસંયોજક અને આયનીય બંધ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જેમાં બોન્ડ એન્થાલ્પીઝ 250 અને 500 કેજે/મોલ વચ્ચે હોય છે. બંને કિસ્સાઓમાં, એડસોર્બેટ અણુઓ અથવા અણુઓ (એટલે કે. જે કણો સપાટીને વળગી રહે છે) તે સપાટીની ઊર્જાને કારણે શોષક (નક્કર) સપાટી તરફ આકર્ષાય છે, જે સપાટી પરના ખાલી બંધના સ્થાનોમાંથી પરિણમે છે. ઓર્બિટલ ઓવરલેપની ડિગ્રી પછી નક્કી કરે છે કે શું ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ભૌતિક અથવા રાસાયણિક હશે. એમઓએફમાં મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજનનું શોષણ ભૌતિક શોષક છે. મોલેક્યુલર હાઇડ્રોજનમાં માત્ર બે ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી, વિક્ષેપ બળો નબળા હોય છે, સામાન્ય રીતે 4-7 kJ/mol હોય છે, અને માત્ર 298 K કરતા ઓછા તાપમાને શોષણ માટે પૂરતા હોય છે. એમ. ઓ. એફ. માં H2 સોર્પશન મિકેનિઝમનું સંપૂર્ણ સમજૂતી ગ્રાન્ડ કેનોનિકલ એન્સેમ્બલમાં આંકડાકીય સરેરાશ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવી હતી, જેમાં દબાણ અને તાપમાનની વિશાળ શ્રેણીની શોધ કરવામાં આવી હતી. હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ક્ષમતા નક્કી કરવા હાઇડ્રોજન સંગ્રહ સામગ્રી તરીકે એમ. ઓ. એફ. ની લાક્ષણિકતા માટે બે હાઇડ્રોજન-ગ્રહણ માપન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છેઃ ગ્રેવિમેટ્રિક અને વોલ્યુમેટ્રિક. એમઓએફમાં હાઇડ્રોજનની કુલ માત્રા મેળવવા માટે, તેની સપાટી પર શોષાયેલા હાઇડ્રોજનની માત્રા અને તેના છિદ્રોમાં રહેલા હાઇડ્રોજનની માત્રા બંનેને ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. સંપૂર્ણ શોષિત માત્રા (નેબ્સ) ની ગણતરી કરવા માટે, સપાટીની વધારાની માત્રા (નેક્સ) હાઇડ્રોજનની જથ્થાબંધ ઘનતા (ρbulk) અને એમઓએફ (વીપોર) ના છિદ્રોના જથ્થાના ઉત્પાદનમાં ઉમેરવામાં આવે છે, જે નીચેના સમીકરણમાં બતાવ્યા પ્રમાણે છેઃ ગ્રેવિમેટ્રિક પદ્ધતિ સંગ્રહિત હાઇડ્રોજનને કારણે એમઓએફના વધેલા દળની સીધી ગણતરી અત્યંત સંવેદનશીલ સૂક્ષ્મ સંતુલન દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઉત્પ્લાવનતાના કારણે, જ્યારે પ્રણાલી પર પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચું દબાણ લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે શોષિત હાઇડ્રોજનનું શોધાયેલ દ્રવ્યમાન ફરીથી ઘટે છે કારણ કે ઉચ્ચ દબાણ પર આસપાસના વાયુયુક્ત હાઇડ્રોજનની ઘનતા વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બને છે. આમ, આ "વજનમાં ઘટાડો" ને એમ. ઓ. એફ. ની ફ્રેમની માત્રા અને હાઇડ્રોજનની ઘનતાનો ઉપયોગ કરીને સુધારવો પડશે. વોલ્યુમેટ્રિક પદ્ધતિ એમઓએફમાં સંગ્રહિત હાઇડ્રોજનની માત્રામાં ફેરફારને સ્થિર કદ પર હાઇડ્રોજનના વિવિધ દબાણને શોધીને માપવામાં આવે છે. પછી એમ. ઓ. એફ. માં શોષાયેલા હાઇડ્રોજનના જથ્થાની ગણતરી હાઇડ્રોજનના કુલ જથ્થામાંથી મુક્ત જગ્યામાં હાઇડ્રોજનના જથ્થાને બાદ કરીને કરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન સંગ્રહની અન્ય પદ્ધતિઓ એવી છ સંભવિત પદ્ધતિઓ છે જેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ વોલ્યુમેટ્રિક અને ગ્રેવિમેટ્રિક ઘનતા સાથે હાઇડ્રોજનના ઉલટાવી શકાય તેવા સંગ્રહ માટે થઈ શકે છે, જેનો સારાંશ નીચેના કોષ્ટકમાં આપવામાં આવ્યો છે, (જ્યાં ગ્રેવિમેટ્રિક ઘનતા છે, તે વોલ્યુમેટ્રિક ઘનતા છે, T એ કાર્યકારી તાપમાન છે, અને P એ કાર્યકારી દબાણ છે): આમાંથી, ઉચ્ચ દબાણવાળા ગેસ સિલિન્ડર અને ક્રાયોજેનિક ટાંકીઓમાં પ્રવાહી હાઇડ્રોજન એ હાઇડ્રોજન ગેસના સંગ્રહ માટે જરૂરી અત્યંત ઉચ્ચ દબાણ અથવા હાઇડ્રોજન પ્રવાહીના સંગ્રહ માટે જરૂરી અત્યંત નીચા તાપમાનને કારણે બળતણના હેતુ માટે હાઇડ્રોજનનો સંગ્રહ કરવાની સૌથી ઓછી વ્યવહારુ રીતો છે. અન્ય તમામ પદ્ધતિઓનો વ્યાપક અભ્યાસ અને વિકાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસિસ એમઓએફના ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર અને અણુ ધાતુના સ્થળોની વિશેષતા તેમને ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ્સ, ખાસ કરીને ઊર્જા સંબંધિત લોકો માટે યોગ્ય ઉમેદવાર બનાવે છે. અત્યાર સુધી, એમઓએફનો ઉપયોગ પાણીના વિભાજન (હાઇડ્રોજન ઉત્ક્રાંતિ પ્રતિક્રિયા અને ઓક્સિજન ઉત્ક્રાંતિ પ્રતિક્રિયા), કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં ઘટાડો અને ઓક્સિજનમાં ઘટાડાની પ્રતિક્રિયા માટે વિદ્યુત ઉત્પ્રેરક તરીકે વ્યાપકપણે કરવામાં આવે છે. હાલમાં બે માર્ગો છેઃ 1. કાર્બન આધાર સાથે વિદ્યુત ઉત્પ્રેરક તૈયાર કરવા માટે પૂર્વગામી તરીકે એમઓએફનો ઉપયોગ કરવો. 2. એમ. ઓ. એફ. નો સીધા વિદ્યુત ઉત્પ્રેરક તરીકે ઉપયોગ કરવો. જો કે, કેટલાક પરિણામો દર્શાવે છે કે કેટલાક એમ. ઓ. એફ. વિદ્યુતરાસાયણિક વાતાવરણમાં સ્થિર નથી. વિદ્યુત ઉત્પ્રેરણ દરમિયાન એમ. ઓ. એફ. નું વિદ્યુતરાસાયણિક રૂપાંતરણ વાસ્તવિક ઉત્પ્રેરક સામગ્રી ઉત્પન્ન કરી શકે છે, અને એમ. ઓ. એફ. આવી પરિસ્થિતિઓમાં પૂર્વ ઉત્પ્રેરક છે. તેથી, એમ. ઓ. એફ. ને વિદ્યુત ઉત્પ્રેરક તરીકે દાવો કરવા માટે વિદ્યુત ઉત્પ્રેરકની સાથે સ્થિતિસ્થાપક તકનીકોની જરૂર પડે છે. જૈવિક ઇમેજિંગ અને સેન્સિંગ એમઓએફ માટે સંભવિત ઉપયોગ જૈવિક ઇમેજિંગ અને ફોટોલ્યુમિનેસન્સ દ્વારા સેન્સિંગ છે. લ્યુમિનેસેન્ટ એમ. ઓ. એફ. નો મોટો ઉપસમૂહ ધાતુના સમૂહમાં લેન્થેનાઇડ્સનો ઉપયોગ કરે છે. લેન્થનાઇડ ફોટોલ્યુમિનેસન્સમાં ઘણા અનન્ય ગુણધર્મો છે જે તેમને ઇમેજિંગ એપ્લિકેશન્સ માટે આદર્શ બનાવે છે, જેમ કે વર્ણપટના દૃશ્યમાન અને નજીકના ઇન્ફ્રારેડ (એન. આઈ. આર.) પ્રદેશોમાં લાક્ષણિક રીતે તીક્ષ્ણ અને સામાન્ય રીતે બિન-ઓવરલેપિંગ ઉત્સર્જન બેન્ડ, ફોટોબ્લીચિંગ અથવા "ઝબકતા" સામે પ્રતિકાર અને લાંબા લ્યુમિનેસન્સ જીવનકાળ. જો કે, લેન્થેનાઇડ ઉત્સર્જનને સીધું સંવેદનશીલ બનાવવું મુશ્કેલ છે કારણ કે તેમને લાપોર્ટે પ્રતિબંધિત એફ-એફ સંક્રમણોમાંથી પસાર થવું પડે છે. લેન્થેનાઇડ ઉત્સર્જનનું પરોક્ષ સંવેદનશીલતા "એન્ટેના અસર" નો ઉપયોગ કરીને પૂર્ણ કરી શકાય છે, જ્યાં કાર્બનિક લિંકર એન્ટેના તરીકે કામ કરે છે અને ઉત્તેજના ઊર્જાને શોષી લે છે, ઊર્જાને લેન્થેનાઇડની ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, અને છૂટછાટ પર લેન્થેનાઇડ લ્યુમિનેસન્સ આપે છે. એન્ટેના અસરનું મુખ્ય ઉદાહરણ એમ. ઓ. એફ.-76 દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જે ત્રિવિધ લેન્થેનાઇડ આયનો અને <આઇ. ડી. 1>-બેન્ઝેનેટ્રિકાર્બોક્સિલેટ (બી. ટી. સી.) લિંકરને જોડીને ત્રિ-પરિમાણીય જાળીમાં સંકલિત અનંત લાકડી એસ. બી. યુ. બનાવે છે. બહુવિધ સંશોધન જૂથો દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ, બી. ટી. સી. લિંકર અસરકારક રીતે લેન્થેનાઇડ ઉત્સર્જનને સંવેદનશીલ બનાવી શકે છે, પરિણામે લેન્થેનાઇડ ઓળખના આધારે પરિવર્તનશીલ ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ સાથે એમ. ઓ. એફ. બને છે. વધુમાં, યાન જૂથે દર્શાવ્યું છે કે Eu3 +-અને Tb3 +-MOF-76 નો ઉપયોગ અન્ય અસ્થિર મોનોએરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનમાંથી એસિટોફેનોનની પસંદગીયુક્ત શોધ માટે થઈ શકે છે. એસિટોફેનોન ગ્રહણ કર્યા પછી, એમ. ઓ. એફ. પ્રકાશની તીવ્રતામાં ખૂબ જ તીવ્ર ઘટાડો અથવા શમન દર્શાવે છે. જો કે, જૈવિક ઇમેજિંગમાં ઉપયોગ માટે, બે મુખ્ય અવરોધો દૂર કરવા આવશ્યક છેઃ લક્ષ્યની સામાન્ય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અથવા વર્તનને અસર ન થાય તે માટે નેનોસ્કેલ પર એમ. ઓ. એફ. નું સંશ્લેષણ કરવું આવશ્યક છે. શોષણ અને ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ નમૂના ઓટોફ્લોરોસેન્સ, અન્ય શોષી લેતી પ્રજાતિઓ અને મહત્તમ પેશીઓના પ્રવેશથી ન્યૂનતમ ઓવરલેપ ધરાવતા પ્રદેશોમાં થવી જોઈએ. પ્રથમ મુદ્દાના સંદર્ભમાં, નેનોસ્કેલ એમઓએફ (એન. એમ. ઓ. એફ.) સંશ્લેષણનો ઉલ્લેખ અગાઉના વિભાગમાં કરવામાં આવ્યો છે. બાદમાંનો અવરોધ એન્ટેના અસરની મર્યાદાને સંબોધિત કરે છે. નાના લિંકર્સ એમઓએફ સ્થિરતામાં સુધારો કરે છે, પરંતુ મુખ્યત્વે અલ્ટ્રાવાયોલેટ (યુવી) અને ઉચ્ચ-ઊર્જા દૃશ્યમાન પ્રદેશોમાં ઉચ્ચ ઊર્જા શોષણ ધરાવે છે. મોટા, ક્રોમોફોરિક લિંકરનો ઉપયોગ કરીને રેડશિફ્ટેડ શોષણ ગુણધર્મો ધરાવતા એમઓએફ માટે ડિઝાઇન વ્યૂહરચના પૂર્ણ કરવામાં આવી છે. આ લિંકર ઘણીવાર પોલિઆરોમેટિક પ્રજાતિઓથી બનેલા હોય છે, જે મોટા છિદ્રોના કદ તરફ દોરી જાય છે અને આમ સ્થિરતામાં ઘટાડો થાય છે. મોટા લિંકરના ઉપયોગને અવગણવા માટે, એમઓએફના શોષણને ફરીથી બદલવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓ જરૂરી છે જેથી ઓછા ઊર્જા ઉત્તેજના સ્રોતોનો ઉપયોગ કરી શકાય. પોસ્ટ-સિન્થેટિક મોડિફિકેશન (પીએસએમ) એક આશાસ્પદ વ્યૂહરચના છે. લુઓ એટ અલ. કાર્યરત ઓર્ગેનિક લિંકર્સ સાથે લેન્થેનાઇડ એમ. ઓ. એફ. નું નવું કુટુંબ રજૂ કર્યું. એમ. ઓ. એફ.-1114, એમ. ઓ. એફ.-1115, એમ. ઓ. એફ.-1130 અને એમ. ઓ. એફ.-1131 માનવામાં આવતા એમ. ઓ. એફ., એમિનો ફંક્શનલાઇઝ્ડ ડાયકાર્બોક્સિલેટ લિંકર્સ દ્વારા બંધાયેલા ઓક્ટાહેડ્રલ એસ. બી. યુ. થી બનેલા છે. લિંકર પરના એમિનો જૂથો સેસિલિલાલ્ડેહાઇડ અથવા 3-હાઇડ્રોક્સિનાફ્થેલિન-2-કાર્બોક્સાલ્ડેહાઇડ સાથે સહસંયોજક પીએસએમ પ્રતિક્રિયાઓ માટેના સ્થળો તરીકે સેવા આપતા હતા. આ બંને પ્રતિક્રિયાઓ લિંકરના π-સંયોજનને વિસ્તરે છે, જેના કારણે શોષણ તરંગલંબાઇમાં 450 nm થી 650 nm સુધી રેડશિફ્ટ થાય છે. લેખકો એ પણ સૂચવે છે કે આ તકનીકને સમાન એમ. ઓ. એફ. પ્રણાલીઓમાં અનુકૂળ કરી શકાય છે અને લિંકરની લંબાઈ વધારવા સાથે છિદ્રોના જથ્થામાં વધારો કરીને, મોટા પાઇ-સંયોજિત પ્રતિક્રિયાકારકોનો ઉપયોગ શોષણ તરંગલંબાઇને વધુ લાલ કરવા માટે કરી શકાય છે. એમઓએફનો ઉપયોગ કરીને જૈવિક ઇમેજિંગને કેટલાક જૂથો દ્વારા સાકાર કરવામાં આવ્યું છે, જેમ કે ફૌકૉલ્ટ-કોલેટ અને સહકાર્યકરો. 2013 માં, તેઓએ ફેનીલીનવિનાઇલીન ડાયકાર્બોક્સિલેટ (PVDC) લિંકર્સનો ઉપયોગ કરીને NIR-ઉત્સર્જક Yb3 +-NMOF નું સંશ્લેષણ કર્યું. તેઓએ કોન્ફોકલ, દૃશ્યમાન અને એન. આઈ. આર. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને હેલા કોષો અને એન. આઈ. એચ.-3ટી3 કોષો બંનેમાં સેલ્યુલર ગ્રહણનું નિરીક્ષણ કર્યું. જો કે પાણી અને હેપીસ બફર સોલ્યુશનમાં ઓછી ક્વોન્ટમ ઉપજ રહે છે, તેમ છતાં લ્યુમિનેસન્સની તીવ્રતા હજુ પણ દૃશ્યમાન અને એન. આઈ. આર. પ્રથાઓ બંનેમાં સેલ્યુલર ગ્રહણની છબી બનાવવા માટે પૂરતી મજબૂત છે. પરમાણુ કચરાની સામગ્રી પરમાણુ પ્લાન્ટની કામગીરી અને પરમાણુ શસ્ત્રોના નિષ્ક્રિયકરણને કારણે કિરણોત્સર્ગી દૂષણ વિશે લોકોની વધતી ચિંતાને પગલે કાર્યક્ષમ પરમાણુ કચરાના વહીવટ માટે નવા માર્ગોનો વિકાસ આવશ્યક છે. પસંદગીયુક્ત એક્ટિનાઇડ સીક્વેસ્ટ્રેશન અને સેપરેશન માટે સક્ષમ નવીન સામગ્રીનું સંશ્લેષણ એ પરમાણુ કચરો ક્ષેત્રમાં સ્વીકૃત વર્તમાન પડકારોમાંનો એક છે. ધાતુ-કાર્બનિક માળખા (એમ. ઓ. એફ.) તેમની છિદ્રાળુતા, મોડ્યુલરિટી, સ્ફટિકીયતા અને સુસંગતતાને કારણે આ પડકારને પહોંચી વળવા માટે સામગ્રીનો એક આશાસ્પદ વર્ગ છે. એમઓએફ માળખાના દરેક બિલ્ડિંગ બ્લોકમાં એક્ટિનાઇડ્સનો સમાવેશ થઈ શકે છે. પ્રથમ, એમ. ઓ. એફ. ને એક્ટિનાઇડ ક્ષારથી શરૂ કરીને સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં ધાતુના ગાંઠો એક્ટિનાઇડ્સ છે. વધુમાં, મેટલ નોડ્સને વિસ્તૃત કરી શકાય છે, અથવા કેટાયન એક્સચેન્જ એક્ટિનાઇડ્સ માટે ધાતુઓનું વિનિમય કરી શકે છે. ઓર્ગેનિક લિંકર્સને એક્ટિનાઇડ ગ્રહણ કરવા માટે સક્ષમ જૂથો સાથે કાર્યરત કરી શકાય છે. છેલ્લે, એમ. ઓ. એફ. ની છિદ્રાળુતાનો ઉપયોગ સમાવિષ્ટ મહેમાન અણુઓને સમાવવા અને વધારાના અથવા કેપિંગ લિંકરની સ્થાપના દ્વારા તેમને માળખામાં ફસાવવા માટે થઈ શકે છે. દવા વિતરણ પ્રણાલીઓ ઓછી ઝેરી, બાયોકોમ્પેટિબલ એમ. ઓ. એફ. ના સંશ્લેષણ, લાક્ષણિકતા અને દવા સંબંધિત અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે તેઓ તબીબી ઉપયોગ માટે સંભવિત છે. ઘણા જૂથોએ વિવિધ ઓછી ઝેરી એમ. ઓ. એફ. નું સંશ્લેષણ કર્યું છે અને સંભવિત તબીબી ઉપયોગો માટે વિવિધ ઉપચારાત્મક દવાઓ લોડ કરવા અને મુક્ત કરવામાં તેમના ઉપયોગોનો અભ્યાસ કર્યો છે. દવાના પ્રકાશનને પ્રેરિત કરવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ અસ્તિત્વમાં છે, જેમ કે પીએચ-પ્રતિસાદ, ચુંબકીય-પ્રતિસાદ, આયન-પ્રતિસાદ, તાપમાન-પ્રતિસાદ અને દબાણ પ્રતિસાદ. 2010 માં સ્માલ્ડોન એટ અલ, એક આંતરરાષ્ટ્રીય સંશોધન જૂથે, સસ્તા ખાદ્ય કુદરતી ઉત્પાદનોમાંથી સીડી-એમઓએફ-1 તરીકે ઓળખાતા બાયોકોમ્પેટિબલ એમઓએફનું સંશ્લેષણ કર્યું. સીડી-એમઓએફ-1 માં પોટેશિયમ આયનો દ્વારા જોડાયેલા 6 γ-સાયક્લોડેક્સટ્રિન રિંગ્સના પુનરાવર્તિત આધાર એકમોનો સમાવેશ થાય છે. γ-સાયક્લોડેક્સટ્રિન (γ-CD) એક સમપ્રમાણતાવાળા ચક્રીય ઓલિગોસેકરાઇડ છે જે સ્ટાર્ચમાંથી મોટા પ્રમાણમાં ઉત્સેચકો ઉત્પન્ન થાય છે અને તેમાં આઠ અસમપ્રમાણ α-1,4-જોડાયેલા D-ગ્લુકોપાયરાનોસિલ અવશેષો હોય છે. આ ગ્લુકોઝ ડેરિવેટિવ્ઝનું પરમાણુ માળખું, જે કાપેલા શંકુ, ડોલ અથવા ટોરસને અંદાજિત કરે છે, તે હાઇડ્રોફિલિક બાહ્ય સપાટી અને બિન-ધ્રુવીય આંતરિક પોલાણ પેદા કરે છે. સાયક્લોડેક્સટ્રિન યોગ્ય કદના દવાના અણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે જેથી સમાવેશ સંકુલ પ્રાપ્ત થાય. સ્માલ્ડોનના જૂથે કુદરતી ઉત્પાદનોમાંથી સીડી-એમઓએફ-1ના સસ્તા અને સરળ સંશ્લેષણની દરખાસ્ત કરી હતી. તેઓએ નિસ્યંદિત બાટલીમાં ભરેલા પાણીમાં ખાંડ (γ-સાયક્લોડેક્સટ્રિન) અને ક્ષારયુક્ત મીઠું (KOH, KCl, પોટેશિયમ બેન્ઝોએટ) ઓગાળી દીધું અને 190 પ્રૂફ ગ્રેન આલ્કોહોલ (એવરક્લિયર) ને એક અઠવાડિયા સુધી દ્રાવણમાં વરાળ ફેલાવવાની મંજૂરી આપી. આ સંશ્લેષણના પરિણામે આશરે 1 એનએમના છિદ્રોના કદ સાથે ક્યુબિક (γ-CD) 6 પુનરાવર્તિત રચના થઈ. ત્યારબાદ, 2017 માં હાર્ટલીબ એટ અલ. નોર્થવેસ્ટર્ન ખાતે સીડી-એમઓએફ-1 સાથે વધુ સંશોધન કર્યું હતું જેમાં આઇબુપ્રોફેનનું આવરણ સામેલ હતું. આ જૂથે એમઓએફને આઇબુપ્રોફેન સાથે લોડ કરવાની વિવિધ પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કર્યો હતો તેમજ આઇબુપ્રોફેન-લોડેડ એમઓએફ પર સંબંધિત જૈવઉપલબ્ધતા અભ્યાસો કર્યા હતા. તેઓએ આઇબુપ્રોફેન સાથે સીડી-એમઓએફ-1 લોડ કરવાની બે અલગ અલગ પદ્ધતિઓની તપાસ કરી; એમઓએફના ઉત્પાદન માટે આલ્કલી કેટાયન સ્રોત તરીકે આઇબુપ્રોફેનના પોટેશિયમ મીઠાનો ઉપયોગ કરીને સ્ફટિકીકરણ, અને એમઓએફમાં આઇબુપ્રોફેનના મુક્ત-એસિડનું શોષણ અને ડિપ્રોટોનેશન. ત્યાંથી જૂથે આઈબુપ્રોફેન અને અન્ય એન. એસ. એ. આઈ. ડી. માટે વ્યવહારુ વિતરણ પદ્ધતિ તરીકે સી. ડી.-એમ. ઓ. એફ.-1 ની લાગુ પડતીતા નક્કી કરવા માટે ઈન વિટ્રો અને ઈન વિવો અભ્યાસો કર્યા. ઈન વિટ્રો અભ્યાસોએ 100 માઇક્રોન સુધી કોષની સદ્ધરતા પર કોઈ ઝેરી અસર અથવા અસર દર્શાવી નથી. વિવો અભ્યાસોમાં ઉંદરમાં 20 મિનિટની અંદર જોવા મળેલા ટોચના પ્લાઝ્મા સાંદ્રતા સાથે આઇબુપ્રોફેન પોટેશિયમ મીઠું નિયંત્રણ નમૂનાની જેમ જ આઇબુપ્રોફેનનું ઝડપી ગ્રહણ જોવા મળ્યું હતું, અને કોક્રિસ્ટલમાં લોહીના પ્લાઝ્મા નમૂનાઓમાં અર્ધ-જીવન બમણો થવાનો વધારાનો લાભ છે. અર્ધ-જીવનમાં વધારો સી. ડી.-એમ. ઓ. એફ.-1ના કારણે થાય છે, જે શુદ્ધ મીઠાના સ્વરૂપની સરખામણીમાં આઇબુપ્રોફેનની દ્રાવ્યતામાં વધારો કરે છે. આ વિકાસથી ઘણા જૂથોએ પાણીમાં દ્રાવ્ય, બાયોકોમ્પેટિબલ એમ. ઓ. એફ. સાથે દવા વિતરણમાં વધુ સંશોધન કર્યું છે જેમાં સામાન્ય ઓવર-ધ-કાઉન્ટર દવાઓ સામેલ છે. માર્ચ 2018માં સારા રોજાસ અને તેમની ટીમે કૃત્રિમ ત્વચાના વહીવટ દ્વારા સીડી-એમઓએફ-1 સિવાયના વિવિધ બાયોકોમ્પેટિબલ એમઓએફ સાથે દવાના સમાવેશ અને વિતરણ પર તેમનું સંશોધન પ્રકાશિત કર્યું હતું. આ જૂથે ત્રણ બાયોકોમ્પેટિબલ એમઓએફ (એમઆઇએલ-100 (ફે), યુઆઇઓ-66 (ઝેડઆર) અને એમઆઇએલ-127 (ફે)) માં આઇબુપ્રોફેન (હાઇડ્રોફોબિક) અને એસ્પિરિન (હાઇડ્રોફિલિક) ના લોડિંગ અને પ્રકાશનનો અભ્યાસ કર્યો હતો. સિમ્યુલેટેડ ત્વચાની પરિસ્થિતિઓ (37 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર જલીય માધ્યમ) હેઠળ દવાથી ભરેલા એમઓએફના છ જુદા જુદા સંયોજનોએ "1 થી 7 દિવસની વચ્ચે મુક્ત પેલોડ જેવી પ્રસંગોચિત દવા વિતરણ પ્રણાલીઓ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાની જરૂરિયાતો" પૂરી કરી અને અનિચ્છનીય આડઅસરો કર્યા વિના પસંદગીની દવાની ઉપચારાત્મક સાંદ્રતા પહોંચાડી. જૂથે શોધ્યું કે દવાનું સેવન "કાર્ગો અને મેટ્રિક્સ વચ્ચેના હાઇડ્રોફિલિક/હાઇડ્રોફોબિક સંતુલન દ્વારા સંચાલિત થાય છે" અને "માળખા દ્વારા દવાની સુલભતા". "ત્વચાની પરિસ્થિતિઓ હેઠળ નિયંત્રિત પ્રકાશન વિવિધ ગતિશાસ્ત્ર રૂપરેખાઓને અનુસરે છે, જે આના પર આધાર રાખે છેઃ (i) માળખાની રચના, ક્યાં તો ખૂબ જ ખુલ્લી રચના MIL-100 માંથી ઝડપી વિતરણ અથવા MIL-127 ની સાંકડી 1D છિદ્ર પ્રણાલીમાંથી ધીમી દવા પ્રકાશન અથવા (ii) યુઆઈઓ-66 મેટ્રિક્સમાંથી ઝડપી (એસ્પિરિન) અને ધીમી (આઇબુપ્રોફેન) પ્રકાશન સાથે કાર્ગોની હાઇડ્રોફોબિક/હાઇડ્રોફિલિક પ્રકૃતિ". વધુમાં, એક સરળ બોલ મિલિંગ તકનીકનો ઉપયોગ 5-ફ્લોરોરાસિલ, કેફીન, પેરા-એમિનોબેન્ઝોઇક એસિડ અને બેન્ઝોકેઇન મોડેલ દવાઓને અસરકારક રીતે સમાવવા માટે થાય છે. કોમ્પ્યુટેશનલ અને પ્રાયોગિક અભ્યાસો બંને અભ્યાસ કરાયેલા બાયોએક્ટિવ અણુઓના ઉચ્ચ ભારને સમાવવા માટે [Zn4O (dmcapz) 3] ની યોગ્યતાની પુષ્ટિ કરે છે. દવા વિતરણ પદ્ધતિ તરીકે એમ. ઓ. એફ. ને સંડોવતા તાજેતરના સંશોધનમાં આઇબુપ્રોફેન અને એસ્પિરિન જેવી રોજિંદી દવાઓના સમાવિષ્ટ કરતાં વધુ સમાવેશ થાય છે. 2018 ની શરૂઆતમાં ચેન એટ અલ. એ ઓટોફેગી ઇન્હિબિટર, 3-મિથાઈલેડેનિન (3-એમએ) ના પ્રકાશનને નિયંત્રિત કરવા અને લક્ષ્ય સુધી પહોંચતા પહેલા તેને મોટા પ્રમાણમાં વિખેરાતા અટકાવવા માટે એન્ટિટ્યુમર સંશોધનમાં એમઓએફ, ઝાયોલિટિક ઇમિડાઝોલેટ ફ્રેમવર્ક-8 ના ઉપયોગ પરના તેમના કાર્યની વિગતવાર માહિતી પ્રકાશિત કરી હતી. જૂથે ઈન વિટ્રો અભ્યાસો કર્યા અને નક્કી કર્યું કે "3-MA@ZIF-8 NPs સાથે સારવાર કરાયેલ હેલા કોષોમાં ઓટોફેગી-સંબંધિત પ્રોટીન અને ઓટોફેગી ફ્લક્સ દર્શાવે છે કે ઓટોફેગોસોમ રચના નોંધપાત્ર રીતે અવરોધિત છે, જે દર્શાવે છે કે pH-સંવેદનશીલ વિયોજન 3-MA ની સમકક્ષ સાંદ્રતા પર ઓટોફેગી અવરોધની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે". આ કેન્સર સામેની લડાઈમાં દવા વિતરણ પદ્ધતિઓ તરીકે એમ. ઓ. એફ. સાથે ભવિષ્યના સંશોધન અને લાગુ પડવાની સંભાવના દર્શાવે છે. સેમિકન્ડક્ટર્સ 2014 માં સંશોધકોએ સાબિત કર્યું કે તેઓ અણુ 7,7,8,8-ટેટ્રાસિઆનોક્વિનોડોડિમિથેન સાથે ઘુસણખોરી કરીને MOFs (Cu3 (BTC) 2 (જેને HKUST-1 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે; BTC, બેન્ઝિન-1,3,5-ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ) ની વિદ્યુત વાહક પાતળી ફિલ્મો બનાવી શકે છે, જેનો ઉપયોગ ફોટોવોલ્ટેઇક, સેન્સર અને ઇલેક્ટ્રોનિક સામગ્રી અને સેમિકન્ડક્ટર્સ બનાવવા તરફનો માર્ગ જેવી એપ્લિકેશનોમાં થઈ શકે છે. ટીમે બ્રોન્ઝની સરખામણીમાં મીટર દીઠ 7 સિમેન્સ જેટલા ઊંચા મૂલ્યો સાથે ટ્યુન કરી શકાય તેવી, હવા-સ્થિર વિદ્યુત વાહકતા દર્શાવી હતી. (2,3,6,7,10,11-હેક્સાઇમિનોટ્રીફિનાઇલિન) 2 એ ધાતુ-કાર્બનિક ગ્રેફીન એનાલોગ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું જે કુદરતી બેન્ડ ગેપ ધરાવે છે, જે તેને સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે, અને સ્વ-એસેમ્બલ કરવામાં સક્ષમ છે. તે વાહક ધાતુ-કાર્બનિક માળખાનું ઉદાહરણ છે. તે સમાન સંયોજનોના પરિવારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. 2,3,6,7,10,11-હેક્સાઇમિનોટ્રીફિનાઇલિન (HITP) માં સમપ્રમાણતા અને ભૂમિતિને કારણે, એકંદર ઓર્ગેનોમેટાલિક સંકુલ લગભગ ફ્રેક્ટલ પ્રકૃતિ ધરાવે છે જે તેને સંપૂર્ણ રીતે સ્વ-સંગઠિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. તેનાથી વિપરીત, તેને સેમિકન્ડક્ટરના ગુણધર્મો આપવા માટે ગ્રેફીનને ડોપ કરવું આવશ્યક છે. Ni3 (HITP) 2 ગોળીઓની વાહકતા 2 S/cm હતી, જે ધાતુ-કાર્બનિક સંયોજન માટેનો વિક્રમ છે. 2018માં સંશોધકોએ દ્વિ-પરિમાણીય અર્ધચાલક એમઓએફ (ફે3 (ટીએચટી) 2 (એનએચ4) 3નું સંશ્લેષણ કર્યું હતું, જેને ટીએચટી, 2,3,6,7,10,11-ટ્રાઇફિનાઇલિનહેક્સાથિયોલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) અને ઓરડાના તાપમાને ઉચ્ચ વિદ્યુત ગતિશીલતા દર્શાવી હતી. 2020 માં આ જ સામગ્રીને ફોટો-ડિટેક્ટિંગ ઉપકરણમાં સંકલિત કરવામાં આવી હતી, જે યુવીથી એનઆઈઆર (400-1575 nm) સુધીની વ્યાપક તરંગલંબાઇની શ્રેણીને શોધી કાઢે છે. ઓપ્ટો-ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં દ્વિ-પરિમાણીય અર્ધચાલક એમ. ઓ. એફ. નો ઉપયોગ કરવામાં આવે તેવું પ્રથમ વખત દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. ક્યુ3 (એચએચટીપી) 2 એ 2ડી એમઓએફ માળખું છે, અને એવી સામગ્રીના મર્યાદિત ઉદાહરણો છે જે આંતરિક રીતે વાહક, છિદ્રાળુ અને સ્ફટિકીય હોય છે. સ્તરવાળા 2D એમઓએફમાં વિદ્યુત વાહકતા દર્શાવતી છિદ્રાળુ સ્ફટિકીય રચના હોય છે. આ સામગ્રી ત્રિકોણીય લિંકર પરમાણુઓ (ફિનાઇલિન અથવા ટ્રાઇફિનાઇલિન) અને-OH,-NH2, અથવા-SH ના છ કાર્યાત્મક જૂથોમાંથી બનાવવામાં આવે છે. ત્રિકોણાકાર લિંકર પરમાણુઓ અને ચોરસ-સમતલીય રીતે સંકલિત ધાતુના આયનો જેમ કે Cu ^ {2 +}, Ni ^ {2 +}, Co ^ {2 +}, અને Pt ^ {2 +} ષટ્કોણ રચનાઓ સાથે સ્તરો બનાવે છે જે મોટા પાયે ગ્રાફિન જેવા દેખાય છે. આ સ્તરોનું સ્ટેકીંગ એક-પરિમાણીય છિદ્ર પ્રણાલીઓનું નિર્માણ કરી શકે છે. ગ્રાફિન જેવા 2ડી એમઓએફમાં યોગ્ય વાહકતા જોવા મળી છે. આ તેમને પાણીમાંથી હાઇડ્રોજનના ઉત્ક્રાંતિ, ઓક્સિજન ઘટાડાની પ્રતિક્રિયાઓ, સુપરકેપેસિટર્સ અને અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો (વી. ઓ. સી.) ની સંવેદના માટે ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી તરીકે પરીક્ષણ કરવા માટે સારી પસંદગી બનાવે છે. આ એમ. ઓ. એફ. માં, ક્યુ3 (એચ. એચ. ટી. પી.) 2 એ સૌથી ઓછી વાહકતા દર્શાવી છે, પરંતુ વી. ઓ. સી. ના સંવેદનમાં સૌથી મજબૂત પ્રતિક્રિયા પણ દર્શાવી છે. બાયો-મિમેટિક ખનિજીકરણ એમઓએફ સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન બાયોમોલેક્યુલ્સનો સમાવેશ કરી શકાય છે. પ્રોટીન, ડીએનએ અને એન્ટિબોડીઝ સહિતના બાયોમોલેક્યુલ્સને ઝેડઆઈએફ-8માં સમાવી શકાય છે. આ રીતે સમાવિષ્ટ ઉત્સેચકો કઠોર પરિસ્થિતિઓના સંપર્કમાં આવ્યા પછી પણ સ્થિર અને સક્રિય હતા (દા. ત. આક્રમક દ્રાવકો અને ઉચ્ચ તાપમાન). બાયોમિમેટિક ખનિજીકરણ પ્રક્રિયા માટે ZIF-8, MIL-88A, HKUST-1 અને લેન્થેનાઇડ ધાતુઓ ધરાવતા કેટલાક લ્યુમિનેસેન્ટ એમઓએફનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. કાર્બન કેપ્ચર એડસોર્બન્ટ એમ. ઓ. એફ. ના નાના, ટ્યુન કરી શકાય તેવા છિદ્રોના કદ અને ઉચ્ચ રદબાતલ અપૂર્ણાંકો CO2 મેળવવા માટે એડસોર્બન્ટ તરીકે આશાસ્પદ છે. એમઓએફ કોલસા આધારિત વીજ મથકોમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઈડના સંગ્રહમાં પરંપરાગત એમાઇન દ્રાવક આધારિત પદ્ધતિઓનો વધુ કાર્યક્ષમ વિકલ્પ પ્રદાન કરી શકે છે. એમ. ઓ. એફ. નો ઉપયોગ કોલસાથી ચાલતા વીજ મથકો માટે મુખ્ય ત્રણ કાર્બન કેપ્ચર રૂપરેખાંકનોમાંથી દરેકમાં થઈ શકે છેઃ પૂર્વ-દહન, દહન પછી અને ઓક્સી-દહન. દહન પછીનું રૂપરેખાંકન એકમાત્ર એવું છે જે હાલના છોડમાં પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય છે, જે સૌથી વધુ રસ અને સંશોધનને આકર્ષિત કરે છે. ફ્લુ ગેસ પેક-બેડ રિએક્ટર સેટઅપમાં એમ. ઓ. એફ. દ્વારા ખવડાવવામાં આવશે. ફ્લુ ગેસ સામાન્ય રીતે 40 થી 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ હોય છે અને 0.13-0.16 બાર પર CO2નું આંશિક દબાણ હોય છે. CO2 ભૌતિક શોષણ (વેન ડેર વાલ્સ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા) અથવા રસાયણ શોષણ (સહસંયોજક બંધ રચના દ્વારા) દ્વારા એમઓએફ સપાટી સાથે જોડાઈ શકે છે. એકવાર એમ. ઓ. એફ. સંતૃપ્ત થઈ જાય પછી, એમ. ઓ. એફ. માંથી તાપમાન સ્વિંગ અથવા પ્રેશર સ્વિંગ દ્વારા CO2 કાઢવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને પુનઃજનન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તાપમાન સ્વિંગ રિજનરેશનમાં, એમ. ઓ. એફ. ને ત્યાં સુધી ગરમ કરવામાં આવશે જ્યાં સુધી CO2 શોષાઈ ન જાય. એમાઇન પ્રક્રિયા સાથે તુલનાત્મક કાર્યકારી ક્ષમતા હાંસલ કરવા માટે, એમ. ઓ. એફ. ને લગભગ 200 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરવું આવશ્યક છે. દબાણ સ્વિંગમાં, જ્યાં સુધી CO2 શોષાય નહીં ત્યાં સુધી દબાણ ઘટશે. અન્ય સંબંધિત એમ. ઓ. એફ. ગુણધર્મ તેમની ઓછી ઉષ્મા ક્ષમતા છે. મોનોએથેનોલામાઇન (એમઇએ) સોલ્યુશન્સ, અગ્રણી કેપ્ચર પદ્ધતિ, 3-4 જે/(જી. કે.) ની વચ્ચે ગરમીની ક્ષમતા ધરાવે છે કારણ કે તે મોટે ભાગે પાણી હોય છે. આ ઉચ્ચ ઉષ્મા ક્ષમતા દ્રાવક પુનઃજનન પગલામાં ઊર્જા દંડમાં ફાળો આપે છે, એટલે કે. જ્યારે શોષિત CO2 ને MEA દ્રાવણમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. એમ. ઓ. એફ.-177, જે CO2 કેપ્ચર કરવા માટે રચાયેલ એમ. ઓ. એફ. છે, તે આજુબાજુના તાપમાન પર 0.5 J/(g ⋅ K) ની ઉષ્મા ક્ષમતા ધરાવે છે. એમ. ઓ. એફ. વેક્યૂમ પ્રેશર સ્વિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને 90 ટકા CO2 શોષી લે છે. એમ. ઓ. એફ. એમ. જી. (ડી. ઓ. બી. ડી. સી.) 21.7 ડબલ્યુ. ટી.% CO2 લોડ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. મોટા પાયે પાવર પ્લાન્ટમાં લાગુ કરવામાં આવે તો ઊર્જાની કિંમતમાં 65 ટકાનો વધારો થશે, જ્યારે યુ. એસ. નેટએલ બેઝલાઇન એમાઇન આધારિત સિસ્ટમ 81 ટકાનો વધારો કરશે (લક્ષ્ય 35 ટકા છે). કેપ્ચર ખર્ચ $57/ટન હશે, જ્યારે એમાઇન સિસ્ટમ માટે ખર્ચ $72/ટન હોવાનો અંદાજ છે. તે દરે 580 મેગાવોટના પાવર પ્લાન્ટમાં આવા પ્રોજેક્ટને અમલમાં મૂકવા માટે જરૂરી મૂડી $354 મિલિયન હશે. ઉત્પ્રેરક પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડથી ભરેલું એમઓએફ ઉત્પ્રેરક તરીકે કામ કરી શકે છે, જે ચક્રીય કાર્બોનેટ (ઘણા ઉપયોગો સાથે રિંગ આકારના અણુઓ) માં રૂપાંતરિત થાય છે. તેઓ બાયોગેસમાંથી કાર્બન પણ દૂર કરી શકે છે. આ એમઓએફ લેન્થેનાઇડ્સ પર આધારિત છે, જે રાસાયણિક સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે. આ ખાસ કરીને મહત્વનું છે કારણ કે એમઓએફ જે વાયુઓના સંપર્કમાં આવશે તે ગરમ, ભેજનું ઊંચું પ્રમાણ અને એસિડિક હોય છે. ટ્રાયમિનોગુઆનિડિનિયમ-આધારિત પી. ઓ. એફ. અને ઝેડ. એન./પી. ઓ. એફ. એ પર્યાવરણીય ઉપચાર અને બાયોમેડિકલ કાર્યક્રમો માટે નવી બહુઉદ્દેશીય સામગ્રી છે. ડિસેલિનેશન/આયન વિભાજન એમઓએફ પટલ નોંધપાત્ર આયન પસંદગીની નકલ કરી શકે છે. આ ડિસેલિનેશન અને જળ શુદ્ધિકરણમાં ઉપયોગની સંભાવના પ્રદાન કરે છે. 2018 સુધીમાં રિવર્સ ઓસ્મોસિસ વૈશ્વિક ડિસેલિનેશન ક્ષમતાના અડધાથી વધુ અને મોટાભાગની જળ શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાઓનો છેલ્લો તબક્કો પૂરો પાડે છે. ઓસ્મોસિસ જૈવિક ચેનલોમાં આયનોના નિર્જલીકરણ અથવા પસંદગીયુક્ત આયન પરિવહનનો ઉપયોગ કરતું નથી અને તે ઊર્જા કાર્યક્ષમ નથી. ખાણકામ ઉદ્યોગ, જળ પ્રદૂષણ ઘટાડવા અને ધાતુઓને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે પટલ આધારિત પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે. એમઓએફનો ઉપયોગ દરિયાઈ પાણી અને કચરાના પ્રવાહોમાંથી લિથિયમ જેવી ધાતુઓ કાઢવા માટે થઈ શકે છે. એમ્. ઓ. એફ. પટલ જેમ કે ઝેડ. આઇ. એફ.-8 અને યુ. આઇ. ઓ.-66 પટલ એકસમાન સબનોમીટર છિદ્રો સાથે એન્ગ્સ્ટ્રોમ-સ્કેલ વિંડોઝ અને નેનોમીટર-સ્કેલ પોલાણ ધરાવે છે જે આલ્કલી મેટલ આયનોના અલ્ટ્રાફાસ્ટ પસંદગીયુક્ત પરિવહનને પ્રદર્શિત કરે છે. બારીઓ ક્ષારયુક્ત ધાતુના આયનો માટે આયન પસંદગીયુક્ત ગાળકો તરીકે કામ કરતી હતી, જ્યારે પોલાણ પરિવહન માટે છિદ્રો તરીકે કામ કરતી હતી. ZIF-8 અને UiO-66 પટલમાં અનુક્રમે ~ 4.6 અને ~ 1.8ની LiCl/RbCl પસંદગી જોવા મળી હતી, જે પરંપરાગત પટલમાં 0.6 થી 0.8 પસંદગી કરતાં ઘણી વધારે હતી. 2020ના એક અભ્યાસમાં સૂચવવામાં આવ્યું હતું કે પી. એસ. પી.-એમ. આઈ. એલ.-53 નામના નવા એમ. ઓ. એફ. નો ઉપયોગ માત્ર અડધા કલાકમાં પાણીને શુદ્ધ કરવા માટે સૂર્યપ્રકાશ સાથે કરી શકાય છે. તેમના શોષણ અથવા ગેસ બ્રેકથ્રુ/પ્રસરણ ગુણધર્મોમાંથી કોમ્પ્યુટેશનલ ઉચ્ચ થ્રુપુટ સ્ક્રીનીંગનો ઉપયોગ કરીને ઓછા ઊર્જા ખર્ચવાળા વાયુઓને અલગ કરવા માટે ગેસ સેપરેશન એમઓએફ ખૂબ જ અસરકારક માધ્યમ હોવાનું પણ અનુમાન કરવામાં આવે છે. એક ઉદાહરણ એન. બી. ઓ. એફ. આઈ. વી.-1-એન. આઈ. છે, જેને કે. એ. યુ. એસ. ટી.-7 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, જે લગભગ <આઇ. ડી. 1> પસંદગી પર પ્રસરણ દ્વારા પ્રોપેન અને પ્રોપીલીનને અલગ કરી શકે છે. ક્યુ-બીડીસી સપાટી પર માઉન્ટ થયેલ મેટલ ઓર્ગેનિક ફ્રેમવર્ક (એસયુઆરએમઓએફ-2) દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલા ચોક્કસ પરમાણુ પસંદગીના ગુણધર્મો, બેક ગેટેડ ગ્રાફિન ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (જીએફઈટી) ની ટોચ પર એલ્યુમિના સ્તર પર વૃદ્ધિ એક સેન્સર પ્રદાન કરી શકે છે જે ફક્ત ઇથેનોલ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે પરંતુ મિથેનોલ અથવા આઇસોપ્રોપેનોલ પ્રત્યે નહીં. પાણીની વરાળ મેળવવી અને ડિહ્યુમિડિફિકેશન એમ. ઓ. એફ. દર્શાવવામાં આવ્યા છે જે હવામાંથી પાણીની વરાળ મેળવે છે. 2021 માં ભેજવાળી પરિસ્થિતિઓમાં, પોલિમર-એમઓએફ પ્રયોગશાળાના પ્રોટોટાઇપે વધારાની ઊર્જા વિના દરરોજ પ્રતિ કિલો 17 લિટર (4.5 ગેલન) પાણી આપ્યું હતું. એમઓએફનો ઉપયોગ ઓરડાના તાપમાને જગ્યા ઠંડક કાર્યક્રમોમાં ઊર્જા કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે પણ થઈ શકે છે. બહારની હવાને ઠંડી કરતી વખતે, ઠંડક એકમએ હવાની સંવેદનશીલ ગરમી અને સુપ્ત ગરમી બંનેનો સામનો કરવો જ જોઇએ. લાક્ષણિક વરાળ-સંકોચન એર-કન્ડીશનીંગ (વી. સી. એ. સી.) એકમો સેવન સમયે ભેજવાળી હવાના ઝાકળ બિંદુ તાપમાનથી નીચે રાખવામાં આવેલી કૂલિંગ ફિન્સ દ્વારા હવામાં સુપ્ત ગરમીનું સંચાલન કરે છે. આ પાંખો પાણીને ઘનીકરણ કરે છે, હવાને નિર્જલીકૃત કરે છે અને આમ હવામાં ગરમીનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. કુલરનો ઉર્જાનો વપરાશ ઠંડક કોઇલના તાપમાન પર ખૂબ આધાર રાખે છે અને જો આ કોઇલનું તાપમાન ઝાકળ બિંદુથી ઉપર વધારી શકાય તો તેમાં ઘણો સુધારો થશે. આ ઘનીકરણ સિવાયના અન્ય માધ્યમો દ્વારા ડિહ્યુમિડિફિકેશનને નિયંત્રિત કરવાનું ઇચ્છનીય બનાવે છે. આવી જ એક રીત એ છે કે હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ પર કોટેડ ડેસીકેન્ટમાં હવામાંથી પાણીને શોષી લેવું, એકમમાંથી થાકેલી નકામી ગરમીનો ઉપયોગ કરીને સોર્બન્ટમાંથી પાણીને શોષી લેવું અને આમ વારંવાર ઉપયોગ માટે ડેસીકેન્ટને પુનર્જીવિત કરવું. આ બે કન્ડેન્સર/બાષ્પીભવક એકમો દ્વારા પરિપૂર્ણ થાય છે, જેના દ્વારા કન્ડેન્સર પરના ડેસીકેન્ટને સંતૃપ્ત કર્યા પછી રેફ્રિજન્ટનો પ્રવાહ ઉલટાવી શકાય છે, આમ કન્ડેન્સરને બાષ્પીભવક બનાવે છે અને તેનાથી ઊલટું. એમઓએફના અત્યંત ઊંચા સપાટી વિસ્તારો અને છિદ્રોએ તેમને જળ શોષણ કાર્યક્રમોમાં ખૂબ સંશોધનનો વિષય બનાવ્યો છે. રસાયણશાસ્ત્ર શોષણ/શોષણ માટે શ્રેષ્ઠ સાપેક્ષ ભેજ અને પાણીના ગ્રહણની તીવ્રતાને ટ્યુન કરવામાં મદદ કરી શકે છે. ફેરોઇલેક્ટ્રિક્સ અને મલ્ટિફેરોઇક્સ કેટલાક એમ. ઓ. એફ. સ્વયંસ્ફુરિત વિદ્યુત ધ્રુવીકરણ પણ દર્શાવે છે, જે ચોક્કસ તબક્કાના સંક્રમણ તાપમાનની નીચે વિદ્યુત દ્વિધ્રુવ (ધ્રુવીય લિંકર અથવા મહેમાન અણુઓ) ના ક્રમને કારણે થાય છે. જો આ લાંબા અંતરના દ્વિધ્રુવીય ક્રમને બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય, તો એમઓએફને ફેરોઇલેક્ટ્રિક કહેવામાં આવે છે. કેટલાક ફેરોઇલેક્ટ્રિક એમ. ઓ. એફ. ચુંબકીય ક્રમ પણ દર્શાવે છે જે તેમને એક માળખાકીય તબક્કા મલ્ટીફેરોઇક બનાવે છે. આ ભૌતિક ગુણધર્મ ઉચ્ચ માહિતી ઘનતા સાથે મેમરી ઉપકરણોના નિર્માણ માટે અત્યંત રસપ્રદ છે. પ્રકાર-I [(CH3) 2NH2] [Ni (HCOO) 3] મોલેક્યુલર મલ્ટિફેરોઇકની જોડાણ પદ્ધતિ સ્વયંસ્ફુરિત સ્થિતિસ્થાપક તાણ મધ્યસ્થ પરોક્ષ જોડાણ છે. આ પણ જુઓ બીઇટી સિદ્ધાંત સંયોજિત માઇક્રોપોરસ પોલિમર સંકલન રસાયણશાસ્ત્ર સંકલન પોલિમર સહસંયોજક કાર્બનિક માળખું ક્રાયોજેનિક્સ ઇલેક્ટ્રોકેટાલિસ્ટ લવચીક ધાતુ-કાર્બનિક માળખું ગેરાર્ડ ફેરી હાઇડ્રોજન અર્થતંત્ર હાઇડ્રોજન હાઇડ્રોજન-બંધાયેલ કાર્બનિક માળખું પ્રવાહી હાઇડ્રોજન મેક્રોમોલેક્યુલર એસેમ્બલી ધાતુ-અકાર્બનિક માળખું ઓમર એમ. યાઘી કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર સ્ફટિક જાળી (સામયિક આલેખ) કાર્બન કેપ્ચર માટે ઘન સોર્બન્ટ્સ સુસુમુ કિટાગાવા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ઊર્જા વિભાગ એક્સ-રે સ્ફટિકશાસ્ત્ર ઝીઓલિટિક ઇમિડાઝોલેટ માળખા સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ એમઓએફ છિદ્ર લાક્ષણિકતાઓ હાયપોથેટિકલ એમઓએફ ડેટાબેઝ એમઓએફ ભૌતિક સંપત્તિ કેલ્ક્યુલેટર ક્રિસ્ટલ છિદ્રાળુ મીડિયા