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圖1 (a) 二維Cu₂(TCPP) MOFs的結(jié)構(gòu)示意圖；(b) XRD；(c) HRAFM圖像；(d) (100)面的Cryo-TEM圖像；(e) (001)面的Cryo-TEM圖像。 

　　在國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）的支持下，化學(xué)所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室的科研人員在金屬有機(jī)框架 (MOF) 材料的可控組裝與規(guī)?；苽浞矫骈_展了系列研究。 他們以六羥基苯并菲(HHTP)為有機(jī)配體，通過化學(xué)氣相沉積技術(shù)研究了水-氧氣氛對晶體生長的影響，制備了高質(zhì)量的Cu₃(HHTP)₂ MOF材料 (Mater. Chem. Front. 2020, 4, 243)；利用電化學(xué)技術(shù)，以六羥基苯并菲、苯-1,3,5-三基三硼酸(BTPA)、2,4,6-三羥基-1,3,5-苯三甲醛(TBTC)等為有機(jī)配體，通過施加外電壓使其向陽極遷移并與解離出的銅離子在陽極表面發(fā)生配位反應(yīng)，制備了均勻的二維Cu₃(HHTP)₂、Cu₃(BTPA)₂、Cu₃(TBTC)₂ 等MOF薄膜，并將它們轉(zhuǎn)移到硅片襯底上，組裝了電子器件(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2887)。 

　　最近，該研究團(tuán)隊(duì)從毛細(xì)現(xiàn)象中獲得靈感，提出了制備二維MOF薄膜的限域生長策略。該方法利用毛細(xì)力將制備二維MOF薄膜的銅離子和5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)交替引入到由兩片絕緣襯底組成的狹縫內(nèi)，在限定的區(qū)域內(nèi)發(fā)生配位反應(yīng)，從而在石英、藍(lán)寶石、硅片等絕緣襯底表面上直接生長出大面積的二維Cu₂(TCPP) MOF薄膜。該方法不需要襯底轉(zhuǎn)移，與目前的硅加工工藝相兼容。通過XRD、HRAFM和Cryo-TEM等儀器測試表明，該方法制備的MOF薄膜具有高的晶體質(zhì)量, 其薄膜電導(dǎo)率為0.007 S cm^-1，相比其它羧酸基MOF材料（10^–6 S cm^–1）提高了3個(gè)數(shù)量級。同時(shí)，該策略也適用于制備Cu₃(HHTP)₂, Co₃(HHTP)₂ 和 Ni₃(HHTP)₂ 等二維MOF材料，具有普適性。該成果發(fā)表在 Advanced Materials期刊上 (Adv. Mater. 2021, 33, 2007741)，并被選為前封面。論文第一作者為博士生劉友星，通訊作者為陳建毅研究員和劉云圻院士。 

圖2 前封面，示意了MOF薄膜的面對面限域組裝過程

參考資料

[1] 劉云圻課題組在金屬有機(jī)框架材料薄膜的可控生長方面取得新進(jìn)展http://www.iccas.ac.cn/xwzx/kyjz/202104/t20210412_5992077.html