洪恒飞 马宇丹 科技日报记者 江耘
8月9日，记者从浙江大学获悉，该校化学工程与生物工程学院赵俊杰研究团队研制出具有褶皱结构的金属有机框架化合物薄膜，使材料活性表面增加并获得出色的形变能力。这项研究为金属有机框架化合物在分离膜、柔性电子等领域的集成应用开辟了新的路线。相关成果发表在国际学术期刊《科学》上。
金属有机框架化合物是一类多孔晶体材料，因具有超高比表面积、可灵活设计的化学组成、易于调控的孔道结构，在气体存储、分离、催化、传感、生物医学等领域具有广泛的应用前景。然而，金属有机框架化合物粉末难溶难熔，制成的薄膜“一拉就断、一掰就碎”，材料成型加工极为困难。
“受图灵机制的启发，团队提出了一种限域界面合成的方法。”赵俊杰解释说，图灵机制的关键在于，当两种化学物质在特定条件下相互作用时，它们的反应－扩散过程会导致局部的激活和长程的抑制，从而产生斑纹状图案。
在合成金属有机框架化合物的过程中，研究团队通过改变反应试剂的浓度、聚合物覆盖层的厚度，制备出5类13种图案，获得了形貌可调的具有皱褶结构的金属有机框架化合物薄膜。
经实验测试，普通的金属有机框架化合物薄膜能够承受的应变常常不超过0.3%，引入褶皱结构后能够承受高达53.2%的应变而不被破坏并且能像贴纸一样在有机玻璃、多孔陶瓷、金属电极等多种基底之间转移。
赵俊杰介绍，通过这种加工方式，团队制备出基于金属有机框架化合物的气体分离膜，实现了氢气与二氧化碳的高效分离。他们还将这种薄膜转移到柔性电极上，制造出可弯曲的湿度传感器。“这两个应用场景，可以窥见这种薄膜巨大的应用潜力。”赵俊杰说。
