IT之家 8 月 11 日消息，浙江大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種全新的褶皺 MOF（金屬有機(jī)框架）薄膜，為這類材料在分離膜、柔性電子等領(lǐng)域的集成應(yīng)用開辟了新的路線，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上。
MOF 是一類新興的多孔晶體材料，在氣體存儲(chǔ)、分離、催化、傳感、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，MOF 粉末難溶難熔、薄膜又硬又脆，使這類材料成型加工極為困難，以往一直是阻礙這類材料集成應(yīng)用的瓶頸。
研究團(tuán)隊(duì)突破了上述難題 —— 讓 MOF 薄膜形成“皺褶”結(jié)構(gòu)，在大大增加其活性表面的同時(shí)還可以賦予其出色的形變能力。
研究團(tuán)隊(duì)采用了一種基于“圖靈機(jī)制”的方法，研究團(tuán)隊(duì)通過改變反應(yīng)試劑的濃度、聚合物覆蓋層的厚度，制備出 5 類 13 種圖靈圖案，獲得了形貌可調(diào)的具有皺褶結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)框架化合物薄膜。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，普通的金屬有機(jī)框架化合物薄膜能夠承受的應(yīng)變常常不超過 0.3%，引入褶皺結(jié)構(gòu)后能夠承受高達(dá) 53.2% 的應(yīng)變而不被破壞并且能像貼紙一樣在有機(jī)玻璃、多孔陶瓷、金屬電極等多種基底之間轉(zhuǎn)移。
通過這種靈活轉(zhuǎn)移的加工方式，研究團(tuán)隊(duì)制備出了基于 MOF 材料的氣體分離膜，實(shí)現(xiàn)了氫氣 / 二氧化碳的高效分離。此外，他們還將褶皺 MOF 薄膜轉(zhuǎn)移到柔性電極上，制造出可彎曲的濕度傳感器。
研究團(tuán)隊(duì)表示：“這項(xiàng)研究為 MOF 薄膜材料提出了一種新的結(jié)構(gòu)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了薄膜制造過程與功能化集成的解耦，賦予了這類材料更具想象空間的應(yīng)用方式，希望我們的研究可以助力低碳化工、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的發(fā)展。”
IT之家附論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn8168
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