1月25日，華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室研究員顧成在國際頂刊《Science》期刊發表論文，該研究利用金屬-有機框架（MOF）材料在剛性骨架的MOF的籠狀孔壁上編入溫度響應的動態“開關”，通過控制孔壁微擾來控制氣體分子在多孔材料中的擴散。2018年1月份華南理工首篇Science論文也是與MOF有關。

論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/363/6425/387

該新材料具有溫度控制的吸附特性，不僅能讓材料在較高溫度下進行相似氣體的動態篩分，也可以實現常溫常壓下氣體的物理存儲。根據熱力學定律，隨著溫度升高，多孔材料對氣體的吸附量會降低。但是MOF材料在各種氣體的沸點溫度附近幾乎沒有任何吸附，隨著溫度升高氣體吸附量逐漸升高并達到最大值，之后隨溫度升高氣體吸附量又逐漸降低。這是熱力學控制的骨架-氣體相互作用力和動力學控制的擴散限制相互作用的結果。

(A)通過動態孔道控制氣體擴散的原理示意圖。(B) 1a的晶體結構。 (C) 1a的孔道結構。(D) 溫度響應的層內擴散控制示意圖。

研究人員設計了一種蝴蝶型配體，在間苯二甲酸的5-位上引入氧化吩噻嗪，這是一種可以有效發生熱振動的單元。氧化吩噻嗪的熱振動引起的微擾已足夠為氣體分子擴散打開“大門”。由于MOF材料引入了動力學控制，在不同的溫度下，“大門”打開的幅度也不相同。將該MOF材料填充分離柱，測試了氧氣/氬氣和乙烯/乙烷的分離效果。結果顯示，在180K、混合氣中氧氣含量僅為5%的情況下，MOF材料對氧氣的純化比例仍能達到95%。在273K下混合氣中乙烯含量僅為5%的情況下，純化比例仍能達到80%。

值得一提的是，2018年1月份華南理工首篇Science論文（點此查看）也是與MOF有關，報道了世界首個有序大孔-微孔MOF單晶材料，華南理工大學化學與化工學院沈葵副研究員是論文第一作者，這也是華南理工大學首次在Science主刊上以第一單位發表論文。不過今年這篇Science論文第一作者顧成的單位寫的是京都大學，備注當前單位為華南理工大學。

顧城，研究員，博士生導師。于2012年吉林大學獲高分子化學與物理專業博士學位。2013-2016年在日本分子科學研究所做博士后。2016-2017年在日本京都大學繼續博士后研究。2017年起任職于華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室。入選第14批國家青年千人。長期從事電化學與多孔材料領域的研究工作，其研究組發展了電化學聚合精確可控的制備高質量共軛微孔聚合物（CMP）薄膜的方法，可精確控制薄膜的尺寸、厚度、孔結構和光電性質，解決了CMP材料難以加工成膜的問題。基于CMP薄膜的有機光電器件展現出很好的性能，表明CMP薄膜在有機光電材料與器件領域具有潛在的應用前景。其工作為拓展CMP材料的應用領域提供了新的思路。（未經允許謝絕轉載）