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浙大创新褶皱MOF薄膜助力可穿戴设备耐受53.2%应变,《科学》刊发重大成果

IP属地 中国·北京 编辑:周伟 Jm传媒 时间:2024-08-11 14:54:58

浙江大学的一支科研团队近日在《科学》杂志上发表了一项突破性成果,他们成功研发了一种创新的褶皱金属有机框架(MOF)薄膜,这一发现不仅极大地扩展了MOF材料的应用领域,还解决了传统MOF材料在成型加工方面的挑战。MOF材料以其独特的多孔晶体结构,在气体储存、分离技术、催化剂、传感器以及生物医学等多个前沿领域展现出巨大的潜力。然而,由于MOF粉末不易溶解和熔融,且制成的薄膜质地坚硬易碎,这使得其实际应用受到了限制。

此次,浙江大学的研究人员巧妙地利用了“图灵机制”,通过调整反应试剂浓度及聚合物覆盖层厚度,成功诱导MOF薄膜形成了独特的皱褶结构。这种结构不仅显著提升了材料的活性表面积,还赋予了薄膜卓越的变形性能。实验显示,经过褶皱处理的MOF薄膜,其可承受的应变由原先的不足跃升至惊人的,并且展现出如同贴纸般的便捷转移特性,能够在有机玻璃、多孔陶瓷乃至金属电极等不同材质的基底间轻松切换。

利用这一特性,研究团队进一步开发出了基于褶皱MOF薄膜的气体分离膜,有效实现了氢气与二氧化碳的高效分离,对推动低碳化工进程意义重大。同时,他们还将薄膜整合到柔性电极上,创造出可弯曲的湿度传感器,为可穿戴设备和医疗健康监测提供了新的可能性。这一成果不仅展示了MOF薄膜材料在结构与功能上的创新融合,更为其在多个领域的广泛应用开辟了前所未有的路径,预示着MOF材料或将引领新一轮的技术革新和产业变革。

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