We have determined the hardness and Young's modulus of a highly porous metal-organic framework (MOF) using a standard nanoindentation technique. Despite the very low density of these films, 1.22 g cm−3, Young's modulus reaches values of almost 10 GPa for HKUST-1, demonstrating that this porous coordination polymer is substantially stiffer than normal polymers. This progress in characterizing mechanical properties of MOFs has been made possible by the use of high quality, oriented thin films grown using liquid phase epitaxy on modified Au substrates.

1.
K.
Maex
,
M. R.
Baklanov
,
D.
Shamiryan
,
F.
Iacopi
,
S. H.
Brongersma
, and
Z. S.
Yanovitskaya
,
J. Appl. Phys.
93
(
11
),
8793
8841
(
2003
).
2.
H.
Li
,
M.
Eddaoudi
,
M.
O'Keeffe
, and
O. M.
Yaghi
,
Nature
402
(
6759
),
276
279
(
1999
).
3.
O. M.
Yaghi
,
G. M.
Li
, and
H. L.
Li
,
Nature
378
(
6558
),
703
706
(
1995
).
4.
G.
Ferey
and
C.
Serre
,
Chem. Soc. Rev.
38
(
5
),
1380
1399
(
2009
).
5.
H. X.
Deng
,
S.
Grunder
,
K. E.
Cordova
,
C.
Valente
,
H.
Furukawa
,
M.
Hmadeh
,
F.
Gandara
,
A. C.
Whalley
,
Z.
Liu
,
S.
Asahina
,
H.
Kazumori
,
M.
O'Keeffe
,
O.
Terasaki
,
J. F.
Stoddart
, and
O. M.
Yaghi
,
Science
336
(
6084
),
1018
1023
(
2012
).
6.
K.
Zagorodniy
,
G.
Seifert
, and
H.
Hermann
,
Appl. Phys. Lett.
97
(
25
)
251905
(
2010
).
7.
J. C.
Tan
and
A. K.
Cheetham
,
Chem. Soc. Rev.
40
(
2
),
1059
1080
(
2011
).
8.
J. C.
Tan
,
B.
Civalleri
,
C. C.
Lin
,
L.
Valenzano
,
R.
Galvelis
,
P. F.
Chen
,
T. D.
Bennett
,
C.
Mellot-Draznieks
,
C. M.
Zicovich-Wilson.
and
A. K.
Cheetham
,
Phys. Rev. Lett.
108
(
9
),
095502
(
2012
).
9.
K. W.
Chapman
,
G. J.
Halder
, and
P. J.
Chupas
,
J. Am. Chem. Soc.
130
(
32
),
10524
(
2008
).
10.
D. F.
Bahr
,
J. A.
Reid
,
W. M.
Mook
,
C. A.
Bauer
,
R.
Stumpf
,
A. J.
Skulan
,
N. R.
Moody
,
B. A.
Simmons
,
M. M.
Shindel
, and
M. D.
Allendorf
,
Phys. Rev. B
76
(
18
),
184106
(
2007
).
11.
O.
Shekhah
,
J.
Liu
,
R. A.
Fischer
, and
C.
Wöll
,
Chem. Soc. Rev.
40
(
2
),
1081
1106
(
2011
).
12.
G.
Lu
and
J. T.
Hupp
,
J. Am. Chem. Soc.
132
(
23
),
7832
(
2010
).
13.
M. D.
Allendorf
,
R. J. T.
Houk
,
L.
Andruszkiewicz
,
A. A.
Talin
,
J.
Pikarsky
,
A.
Choudhury
,
K. A.
Gall
, and
P. J.
Hesketh
,
J. Am. Chem. Soc.
130
(
44
),
14404
(
2008
).
14.
O.
Shekhah
,
H.
Wang
,
S.
Kowarik
,
F.
Schreiber
,
M.
Paulus
,
M.
Tolan
,
C.
Sternemann
,
F.
Evers
,
D.
Zacher
,
R. A.
Fischer
, and
C.
Wöll
,
J. Am. Chem. Soc.
129
(
49
),
15118
(
2007
).
15.
H. K.
Arslan
,
O.
Shekhah
,
J.
Wohlgemuth
,
M.
Franzreb
,
R. A.
Fischer
, and
C.
Wöll
,
Adv. Funct. Mater.
21
(
22
),
4228
4231
(
2011
).
16.
H.
Gliemann
and
C.
Wöll
,
Mater. Today
15
(
3
),
110
116
(
2012
).
17.
S. S. Y.
Chui
,
S. M. F.
Lo
,
J. P. H.
Charmant
,
A. G.
Orpen
, and
I. D.
Williams
,
Science
283
(
5405
),
1148
1150
(
1999
).
18.
Y.
Wu
,
A.
Kobayashi
,
G. J.
Halder
,
V. K.
Peterson
,
K. W.
Chapman
,
N.
Lock
,
P. D.
Southon
, and
C. J.
Kepert
,
Angew. Chem., Int. Ed.
47
(
46
),
8929
8932
(
2008
).
19.
P.
St. Petkov
,
G. N.
Vayssilov
,
J. X.
Liu
,
O.
Shekhah
,
Y. M.
Wang
,
C.
Wöll
, and
T.
Heine
,
ChemPhysChem
13
(
8
),
2025
2029
(
2012
).
20.
M.
Tafipolsky
,
S.
Amirjalayer
, and
R.
Schmid
,
J. Phys. Chem. C
114
(
34
),
14402
14409
(
2010
).
21.
M.
Kind
and
C.
Wöll
,
Prog. Surf. Sci.
84
(
7–8
),
230
278
(
2009
).
22.
W. C.
Oliver
and
G. M.
Pharr
,
J. Mater. Res.
19
(
1
),
3
20
(
2004
).
23.
A. C.
Fischer-Cripps
,
Surf. Coat. Technol.
200
(
14–15
),
4153
4165
(
2006
).
24.
O.
Shekhah
,
K.
Hirai
,
H.
Wang
,
H.
Uehara
,
M.
Kondo
,
S.
Diring
,
D.
Zacher
,
R. A.
Fischer
,
O.
Sakata
,
S.
Kitagawa
,
S.
Furukawa
, and
C.
Wöll
,
Dalton Trans.
40
(
18
),
4954
4958
(
2011
).
25.
S.
Furukawa
,
K.
Hirai
,
Y.
Takashima
,
K.
Nakagawa
,
M.
Kondo
,
T.
Tsuruoka
,
O.
Sakata
, and
S.
Kitagawa
,
Chem. Commun.
34
,
5097
5099
(
2009
).
26.
M.
Hanke
,
H. K.
Arslan
,
S.
Bauer
,
O.
Zybaylo
,
C.
Christophis
,
H.
Gliemann
,
A.
Rosenhahn
, and
C.
Wöll
,
Langmuir
28
(
17
),
6877
6884
(
2012
).
27.
C.
Munuera
,
O.
Shekhah
,
H.
Wang
,
C.
Wöll
, and
C.
Ocal
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
10
(
48
),
7257
7261
(
2008
).
28.
B. R. L.
Yeon-Gil Jung
,
M.
Martyniuk
,
H.
Huang
, and
X.
Zhi Hu
,
J. Mater. Res.
19
,
3076
3080
(
2004
).
29.
R.
Saha
and
W. D.
Nix
,
Acta Mater.
50
(
1
),
23
38
(
2002
).
30.
J.
Menčík
,
D.
Munz
,
E.
Quandt
,
E. R.
Weppelmann
, and
M. V.
Swain
,
J. Mater. Res.
12
,
2475
2484
(
1997
).
31.
G.
Huajian
,
C.
Cheng-Hsin
, and
L.
Jin
,
Int. J. Solids Struct.
29
(
20
),
2471
2492
(
1992
).
32.
M. F.
Doerner
and
W. D.
Nix
,
J. Mater. Res.
1
,
601
609
(
1986
).
You do not currently have access to this content.