91儀器信息二維金屬有機框架(metal-organic framework，MOF)薄膜是金屬離子與有機配體之間通過配位鍵形成的多孔晶體材料。由于其具有高的比表面積、穩(wěn)定的化學結構和可調(diào)的物理化學性質(zhì)，在催化、能源、氣體分離、生物醫(yī)藥、化學傳感等領域具有廣闊的應用前景。目前，制備高質(zhì)量大面積二維MOF薄膜仍存在挑戰(zhàn)。
 　　中國科學院化學研究所有機固體實驗室研究員陳建毅、劉云圻利用配位化學反應，制備出高質(zhì)量二維有機框架材料薄膜。在前期的工作中(Mater. Chem. Front. 2020, 4, 243)，研究人員以六羥基苯并菲(exahydroxytriphenylene，HHTP)為分子構筑基元，利用化學氣相沉積技術，通過固-固反應，在銅箔表面上生長了Cu3(HHTP)2 MOF薄膜。
 　　近日，該研究團隊提出了一種電荷誘導機制，并利用電化學法在單晶銅表面上制備了大面積均勻的Cu3(HHTP)2、Cu3(BTPA)2、Cu2(MTCP)和Cu3(TBTC)2 MOF薄膜。該方法通過施加外電壓使配體離子向陽極遷移并與解離出的Cu2+發(fā)生配位反應。經(jīng)過低電壓誘導成核及外延生長后，高質(zhì)量的MOF薄膜可以直接沉積到銅陽極表面上。在此基礎上，研究利用聚甲基丙烯酸甲酯轉移技術實現(xiàn)了MOF薄膜從銅箔表面向任意襯底轉移。該薄膜具有高的晶體質(zhì)量，電導可以達到0.087 S cm-1，相比于文獻報道提高了三個數(shù)量級。
 　　博士生劉友星為論文第一作者，陳建毅、劉云圻為論文通訊作者。相關成果發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition(2021, 60(6), 2887-2891)上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)“功能導向的原子制造前沿科學問題”的支持。