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〔江蘇科技報〕南京團隊研究成果登上《自然·材料》
時間：2023-05-19
來源：江蘇科技報
作者：
攝影： 編輯：楊筱奕
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本報訊（記者葛思佳）5月11日，國際頂級期刊《自然·材料》在線發表了南京工業大學金萬勤教授團隊題為“金屬有機框架分子篩分膜內晶格缺陷的消除”的研究論文。南京工業大學博士后劉國振為第一作者，劉公平教授和金萬勤教授為共同通訊作者。
分子/離子的分離在能源、環境、水資源、化工等領域占有舉足輕重的地位，膜技術作為一種高效節能的分離技術在其中發揮至關重要的作用。其中，金屬有機骨架（MOF）是新一代分子篩膜材料，然而制備具有完美晶格孔的MOF膜仍然面臨著巨大挑戰，長期以來一直未能取得突破。為此，該校研究團隊與南京大學數學系呂勇教授、沙特阿卜杜拉國王科技大學韓宇教授團隊等多方合作，通過數學、化學、材料等多學科的交叉研究，發現幾何學中的球致密堆積問題（也
被稱為世紀著名的“吻數Kiss‐ing Number”問題），可用于指導構筑完美的MOF晶格及其分離膜。
“我們建立了預測晶格缺陷的概率模型，提出高概率理論配位策略，通過控制膜合成條件增加有機配體和金屬團簇間的碰撞概率，成功構筑了無晶格缺陷的完美晶體膜結構。”研究團隊介紹。他們利用超低劑量高分辨電子顯微成像技術，首次直接觀察到MOF膜中的晶格缺陷及其被消除后的完美晶格結構。實驗結果表明，無晶格缺陷的MOF膜僅允許小于晶格孔的分子快速通過，而大于晶格孔的分子或離子被截留，從而實現了水和離子的高效分離，極具工業應用前景。
受幾何學啟發提出的高概率理論配位策略，不僅實現了完美晶格孔道的成功構筑及其高效分子尺度分離，還為精確操縱晶格缺陷以調控亞納米限域空間尺寸及其分子傳輸提供了新路徑。該工作也為探索多學科交叉研究創造先進材料提供了范式參考。
2023年5月19日《江蘇科技報》第3版：http://www.jskjb.com:8081/xpaper/news/112362/123186/133572-1.shtml
