导电金属有机骨架纳米片的水上生成

油和水不混合，但是油和水相遇会发生什么?或者空气在哪里遇到液体?独特的反应发生在这些界面上，的一组研究人员利用这些反应首次成功构建了下一代传感器和能源生产技术所需的均匀导电纳米片。

大阪府立大学、同步辐射研究所和东京大学的研究合作于10月28日在ACSAppliedMaterials&Interfaces上发表了他们的方法。

通讯作者、材料科学系副教授RieMakiura说：“我们很早就知道油在水表面形成大而均匀的薄膜——理解和利用这种熟悉的现象可以实现节能过程。”，大阪府立大学。“通过在类似界面上组合使用原材料，我们成功地制造出具有先进的导电三维纳米结构的功能材料。”

这些材料是金属有机骨架，它们是微孔的，由高度有序的金属离子和有机连接体组成。据Makiura称，它们被称为MOF，具有从纳米技术到生命科学的无数潜在应用，但一个未实现的特性阻碍了它们的实际应用——大多数制造的MOF导电性能不佳。

“为了在传感器和能源设备等应用中利用导电MOF的优越特性，制造和集成具有限定孔径、良好控制的生长方向和薄膜厚度的超薄膜是必要的，并且一直在积极寻求，”牧浦说。

大多数以前的MOF薄膜开发涉及从较大的晶体上剥离层并将它们放置在基板上。然而，根据Makiura的说法，这个过程很复杂，而且经常会产生不高导电性的厚、不均匀的薄片。为了开发超薄且均匀的导电纳米片，她和她的团队决定改变这种方法。

他们开始在金属离子水溶液上涂抹含有有机连接体的溶液。一旦接触，物质开始以六边形排列组装它们的组件。一个多小时后，随着液体和空气相遇处形成纳米片，这种排列继续进行。纳米片形成完成后，研究人员使用两个屏障将纳米片压缩成更致密和连续的状态。

根据Makiura的说法，这是一种生产具有高度组织化晶体结构的极薄纳米片的简化方法。研究人员通过显微和X射线晶体学分析证实了这种均匀结构。可视化的紧密排列的晶体也表明了材料的电学特性，因为晶体在每个薄片中均匀接触，这也促进了薄片之间的紧密接触。研究人员通过将纳米片转移到硅基板上，添加金电极并测量电导率来测试这一点。

“虽然评估超薄膜并不容易，但当我们能够证明它具有三维纳米结构和高导电性时，我们感到很高兴，”第一作者、Makiura指导的博士生TakashiOhata说。

研究人员现在正在研究各种参数如何影响纳米片形貌，目的是开发一种可控和可调的方法来制造具有目标电子特性的高质量纳米片。

“我们在空气/液体界面上将合适的分子构建组件多功能且简单的自下而上组装成扩展结构，实现了完美定向的导电晶体纳米片的创建，”Makiura说。“这一新发现进一步增强了空气/液体界面合成的潜力，可以创造出多种纳米片，用于许多潜在应用，包括能源创造装置和催化剂。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！