MOF基材料：未来防水技术的先锋

来自 实验室仪器网

近日，科学家开发出一种几乎完全排斥水滴的表面材料。这项突破源自一种新工艺，该工艺通过连接碳氢化合物链来修改金属有机骨架(MOF)（一种具有独特性能的材料）。结果形成了一种超疏水表面，具有很强的防水性，使其成为需要承受环境因素（如汽车或建筑中存在的环境因素）的自清洁应用的理想选择。

MOF由金属离子和有机连接体组成，形成类似海绵的多孔结构网络。其卓越的体积特性（两克材料展开后可覆盖一个足球场的面积）使其在气体储存、二氧化碳分离和新兴医疗技术等应用领域极具吸引力。

这些结晶材料的外表面也表现出独特的特性。研究团队通过将碳氢化合物链嫁接到薄MOF薄膜上来利用这一点。他们观察到水接触角超过160度，水滴表面与基材之间形成的角度越大，材料的疏水性能越好。

研究团队将这一过程的成功归功于MOF上碳氢化合物链的聚合物刷状排列。一旦嫁接到MOF薄膜上，这些链就会形成无序的“线圈”结构，即所谓的“高熵状态”，这是该材料疏水性能的关键。科学家指出，这种高熵状态是MOF所独有的，其他材料无法实现。

有趣的是，使用全氟化碳氢链（通常可增强特氟隆等材料的超疏水性能）却产生了相反的效果。它非但没有提高材料的防水能力，反而显著降低了水的接触角。计算机模拟证实，全氟化分子无法达到碳氢链所实现的能量上有利的高熵状态。

此外，该团队还在纳米级上试验了SAM SURMOF系统的表面粗糙度，进一步降低了水的粘附性。即使在很小的角度下，水滴也会开始滚落，材料的自清洁性能大大增强。

» 仪器设备 购买 咨询