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IT House berichtete am 11. August, dass ein Forschungsteam der Universität Zhejiang einen neuen faltigen MOF-Film (Metal Organic Framework) entwickelt hat, der einen neuen Weg für die integrierte Anwendung dieses Materialtyps in Trennmembranen, flexibler Elektronik und anderen Bereichen eröffnet. Die Forschungsergebnisse wurden in Science veröffentlicht.

MOF ist eine aufstrebende Klasse poröser Kristallmaterialien mit breiten Anwendungsaussichten in den Bereichen Gasspeicherung, Trennung, Katalyse, Sensorik, Biomedizin und anderen Bereichen. Allerdings ist MOF-Pulver unlöslich und feuerfest, und der Film ist hart und spröde, was die Formung und Verarbeitung dieses Materialtyps äußerst schwierig macht. In der Vergangenheit war dies ein Engpass, der die integrierte Anwendung dieses Materialtyps behinderte.

Das Forschungsteam hat die oben genannten Probleme gelöst – Wenn man der MOF-Folie die Möglichkeit gibt, eine „Falten“-Struktur zu bilden, kann dies ihre aktive Oberfläche erheblich vergrößern und ihr gleichzeitig eine ausgezeichnete Verformungsfähigkeit verleihen.

▲Eingeschränkte Grenzflächensynthesemethode zur Herstellung von faltigen MOF-Filmen mit Turing-Mustern

Das Forschungsteam übernahm eine Methode, die auf dem „Turing-Mechanismus“ basiert. Durch Änderung der Konzentration der Reaktionsreagenzien und der Dicke der Polymerdeckschicht erstellte das Forschungsteam 13 Arten von Turing-Mustern in 5 Kategorien und erhielt eine faltige Struktur mit Einstellbare Morphologie. Faltenstruktur aus metallorganischen Gerüstverbundfilmen.

▲Verschiedene Turing-Muster werden in faltigen MOF-Filmen durch „Reaktions-Diffusion“-Steuerung erhalten

Experimentellen Tests zufolge beträgt die Belastung, der gewöhnliche metallorganische Gerüstverbindungsfilme standhalten können, nach dem Einbringen der Faltenstruktur oft nicht mehr als 0,3 %.Hält Belastungen bis zu 53,2 % unbeschadet standUnd es kann wie ein Aufkleber zwischen verschiedenen Substraten wie organischem Glas, poröser Keramik, Metallelektroden usw. übertragen werden.

▲Der faltige MOF-Film kann flexibel auf verschiedene Substrate übertragen werden, um „Plug and Play“ zu erreichen.

Durch diese flexible Transferverarbeitungsmethode stellte das Forschungsteam eine Gastrennmembran auf Basis von MOF-Materialien her.Es wird eine effiziente Trennung von Wasserstoff/Kohlendioxid erreicht.Darüber hinaus übertrugen sie den faltigen MOF-Film auch auf eine flexible Elektrode,Herstellung eines biegsamen Feuchtigkeitssensors.

Das Forschungsteam erklärte: „Diese Studie schlägt eine neue Strukturform für MOF-Dünnschichtmaterialien vor, realisiert die Entkopplung des Dünnschichtherstellungsprozesses und der Funktionsintegration und bietet dieser Art von Materialien einfallsreichere Anwendungsmethoden. Wir hoffen, dass unsere Forschung helfen kann.“Kohlenstoffarme chemische Industrie、tragbare Geräte、medizinische GesundheitEntwicklung in anderen Bereichen. "

IT House fügt den Link zum Papier hinzu: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn8168