MOF 研究取得突破：导电性发生革命性变化！

MOF 研究取得突破：导电性发生革命性变化！

卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员与德国和巴西的合作伙伴合作，在金属有机骨架化合物（MOF）领域取得了突破性的进展。这些高度多孔的材料的特点是结构适应性强，但由于导电率低，迄今为止在电子领域的应用有限。 套件报告 新开发的 MOF 薄膜现在能够像金属一样导电。

这项有希望的研究结果已发表在《材料视野》杂志上。这是一种新的制造工艺，可减少经常影响电气性能的 MOF 缺陷。虽然之前的研究将低电导率归咎于晶域之间的界面，但研究团队现在已经能够最大限度地减少这些问题。通过在自控实验室中使用人工智能和机器人合成，对MOF材料Cu3(HHTP)2进行了优化。该物质的电导率在室温下超过 200 西门子/米，在低至 -173.15 °C 的较低温度下甚至可以达到更高的值。

Cu3(HHTP)2的结构与性能

C3(HHTP)2 不仅因其电性能而重要，而且还具有令人印象深刻的结构。根据分析，确定该材料的晶格参数为a = b = 21.2 Å和c = 6.6 Å。该材料结构由以偏移平行配置堆叠的 2D 六边形层组成。 Cu3(HHTP)2 的形貌类似于均匀的棒，这通过 FE-SEM 分析得到证实。这种特殊的结构提供了高表面积，有利于催化和材料分离中的各种应用。

粉末形式材料的电导率为0.01 S cm−1，电极复合材料形式的电导率为0.04 S cm−1。这种 MOF 还被证明可用作水性锌充电电池的阴极材料，在该电池中观察到可逆的 Zn2+ 插入和去除反应。 大自然描述 有趣的电化学特性，包括 228 mAh g−1 的初始可逆容量，在 30 次充电循环后仍保持不变。

应用及未来展望

自动合成、材料表征和理论建模的结合为 MOF 在电子领域的应用开辟了新的前景。可能的应用不仅包括传感器和量子材料，还包括可以针对不同应用领域进行专门优化的定制功能材料。 MOF Cu3(HHTP)2 显示狄拉克锥体，这为研究这些材料中的输运现象提供了新的可能性。

电导率的物理单位以西门子每米 (S/m) 为单位测量，证实了这种材料的效率。为了加深对电导率的理解，重要的是要知道导体通常代表高于 10⁶ S/m 的值。超过 200 S/m 的值使 Cu3(HHTP)2 成为未来电子应用的有希望的候选者。 Sanier.de 解释 材料中的自由电子对于导电性至关重要，可以通过新的制造工艺在 MOF 中优化导电性。