褶皱让金属有机结构薄膜不再“一拉就断、一掰就碎”

　　浙江大学化学工程与生物工程学院教授赵豪杰团队提出了一种全新的褶皱金属有机结构（MOF）薄膜，完成了薄膜制造的无缺进程与功用化集成的解耦，赋予了这类资料更具幻想空间的使用办法，为其在别离膜、柔性电子等范畴的集成使用拓荒了新路线。近来，相关研讨成果发表于《科学》。

　　MOF是一类新式的多孔晶体资料，但MOF粉末难溶又难熔、薄膜又硬又脆，使这类资料成型加工极为困难。赵豪杰团队找到一种奇妙的办法，让MOF薄膜构成“褶皱”结构，在增加其活性外表的一起赋予其超卓的形变才能，改动了MOF薄膜“一拉就断、一掰就碎”的命运。

　　受图灵理论的启示，研讨团队提出限域界面组成的办法。他们在原子层堆积（ALD）的氧化锌外表增加聚合物覆盖层，构筑一个限域反响空间。在这个空间内，组成MOF的反响试剂自上而下分散，氧化锌外表开释的碱性水解产品自下而上分散，然后构成一组相向运动的化学行波。

　　研讨团队在试验中经过改动反响试剂的浓度、聚合物覆盖层的厚度，制备出5类共13种图灵图画，获得了描摹可调的褶皱MOF薄膜。这些图画涵盖了经典的迷宫状条纹、点状、环状等多种图灵图画类型，与自然界中海鳗、箱鲀、豹等动物的斑纹十分相似。

　　引进褶皱结构不只大幅度的增加了MOF薄膜的有用外表积，还赋予了MOF薄膜超卓的柔韧性，使其可接受高达53.2%的应变而不被损坏。而MOF本体可接受的应变常常不超越0.3%。褶皱MOF薄膜优异的力学功能使MOF资料能像贴纸相同，轻轻松松完成在不同基底之间的搬运。研讨人员将其搬运到有机玻璃、多孔陶瓷、金属电极等多种基底上，发现薄膜的结构和功能得到无缺保存。

　　经过这种灵敏搬运的加工办法，研讨团队制备出根据MOF资料的气体别离膜，完成了氢气/二氧化碳的高效别离。他们还将褶皱MOF薄膜搬运到柔性电极上，制造出可曲折的湿度传感器。这两种使用场景展现了MOF薄膜即插即用的巨大潜力。