浙江大學的一支科研團隊近日在《科學》雜志上發(fā)表了一項突破性成果,他們成功研發(fā)了一種創(chuàng)新的褶皺金屬有機框架(MOF)薄膜,這一發(fā)現(xiàn)不僅極大地擴展了MOF材料的應用領域,還解決了傳統(tǒng)MOF材料在成型加工方面的挑戰(zhàn)。MOF材料以其獨特的多孔晶體結構,在氣體儲存、分離技術、催化劑、傳感器以及生物醫(yī)學等多個前沿領域展現(xiàn)出巨大的潛力。然而,由于MOF粉末不易溶解和熔融,且制成的薄膜質地堅硬易碎,這使得其實際應用受到了限制。

此次,浙江大學的研究人員巧妙地利用了“圖靈機制”,通過調(diào)整反應試劑濃度及聚合物覆蓋層厚度,成功誘導MOF薄膜形成了獨特的皺褶結構。這種結構不僅顯著提升了材料的活性表面積,還賦予了薄膜卓越的變形性能。實驗顯示,經(jīng)過褶皺處理的MOF薄膜,其可承受的應變由原先的不足躍升至驚人的,并且展現(xiàn)出如同貼紙般的便捷轉移特性,能夠在有機玻璃、多孔陶瓷乃至金屬電極等不同材質的基底間輕松切換。
利用這一特性,研究團隊進一步開發(fā)出了基于褶皺MOF薄膜的氣體分離膜,有效實現(xiàn)了氫氣與二氧化碳的高效分離,對推動低碳化工進程意義重大。同時,他們還將薄膜整合到柔性電極上,創(chuàng)造出可彎曲的濕度傳感器,為可穿戴設備和醫(yī)療健康監(jiān)測提供了新的可能性。這一成果不僅展示了MOF薄膜材料在結構與功能上的創(chuàng)新融合,更為其在多個領域的廣泛應用開辟了前所未有的路徑,預示著MOF材料或將引領新一輪的技術革新和產(chǎn)業(yè)變革。





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