逆天！！印度研究團隊將熒光MOF的導電性能提高十億倍？

材料牛注：通過使用導電聚合物填充熒光金屬有機骨架配合物（MOF），印度研究人員已成功將MOF的導電性提高十億倍，并同時具有熒光性。這是對MOF導電性突破性的提高，并且有助于MOF基光電設備離實際應用更近一步。

金屬 - 有機骨架MOFs因其多孔和海綿狀結構而具有催化性和氣體吸附性。但是MOFs的絕緣有機鏈接與構成骨架的金屬離子砌塊之間難以獲得空間和高能電子層，所以它們普遍缺乏導電性。印度一研究團隊迎難而上，他們發現，MOFs的可調性和穩定性允許人為對其導電性能進行簡單的控制，而這種操作在現存金屬材料中難以實現，所以，這種可行性將會促使新一代的電子產品的產生。

在過去的幾年里，包括用作化學傳感器的薄膜在內的具有導電性的MOFs已經顯示了極具潛力的發展。但是MOFs的導電性也僅提高到原始狀態的100萬倍，難以滿足MOFs更廣的發展需求。目前，印度科學教育研究所的Nirmalya Ballav 和他的同事用導電聚合物聚吡咯填充了鎘基MOF的孔隙，這一方法將其導電性成功地顯著提高了十億倍。

“我們只是簡單地想用本征導電聚合物如聚苯胺、聚吡咯聚噻吩來填充孔隙，”Ballav說道。“其中，最具挑戰的部分是找到一種MOF與導電聚合物的合適搭配。我們花了近四年的時間來篩選各種體系，并最終合理設計出一種適合嵌入吡咯單體的MOF。”

研究人員最終選定具有一維納米通道的鎘基MOF，因為一旦該MOF浸入碘后，在其內部的吡咯單體可以聚合成一維聚吡咯鏈。這使得在封閉空間內形成一個獨特的界面，該界面上發生的MOF和聚吡咯之間重要的非共價弱相互作用，使得電子可以在MOF與聚吡咯之間自由運動并且產生一個電子在材料內部流動時同時保持熒光的通道。基體和嵌入分子之間的強相互作用通常可以熄滅熒光，但是在嵌聚吡咯的MOF內，兩者的相互作用較弱，所以MOF仍能保持熒光。一旦導電性和熒光這兩種性能結合起來，便可制造出適合光電設備的多功能MOFs，包括太陽能電池和成像設備。

“發展高導電性能的MOFs的確非常具有前景，”在倫敦帝國學院研究電活性MOFs的Aron Walsh說道。但是，他同時也表明實現MOF導電性十億倍的提高或許有些言過其實。“因為，MOF的導電性通常是從幾乎不導電變成弱導電性。并且所報道的提高的十億倍是與典型無機物半導體和聚吡咯本身較低導電性相比較，” Aron Walsh解釋道。“盡管如此，這項研究仍然證明了雜化材料的應用前景。”

參考原文鏈接：Fluorescent MOF gets billion-fold boost in conductivity

文獻鏈接：Increase in Electrical Conductivity of MOF to Billion-Fold upon Filling the Nanochannels with Conducting Polymer

本文由編輯部丁菲菲提供素材，黃瓊編譯， 點我加入材料人編輯部。

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