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本報(bào)訊（記者葛思佳）5月11日，國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·材料》在線(xiàn)發(fā)表了南京工業(yè)大學(xué)金萬(wàn)勤教授團(tuán)隊(duì)題為“金屬有機(jī)框架分子篩分膜內(nèi)晶格缺陷的消除”的研究論文。南京工業(yè)大學(xué)博士后劉國(guó)振為第一作者，劉公平教授和金萬(wàn)勤教授為共同通訊作者。

分子/離子的分離在能源、環(huán)境、水資源、化工等領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，膜技術(shù)作為一種高效節(jié)能的分離技術(shù)在其中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。其中，金屬有機(jī)骨架（MOF）是新一代分子篩膜材料，然而制備具有完美晶格孔的MOF膜仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)，長(zhǎng)期以來(lái)一直未能取得突破。為此，該校研究團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)數(shù)學(xué)系呂勇教授、沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)韓宇教授團(tuán)隊(duì)等多方合作，通過(guò)數(shù)學(xué)、化學(xué)、材料等多學(xué)科的交叉研究，發(fā)現(xiàn)幾何學(xué)中的球致密堆積問(wèn)題（也

被稱(chēng)為世紀(jì)著名的“吻數(shù)Kiss‐ing Number”問(wèn)題），可用于指導(dǎo)構(gòu)筑完美的MOF晶格及其分離膜。

“我們建立了預(yù)測(cè)晶格缺陷的概率模型，提出高概率理論配位策略，通過(guò)控制膜合成條件增加有機(jī)配體和金屬團(tuán)簇間的碰撞概率，成功構(gòu)筑了無(wú)晶格缺陷的完美晶體膜結(jié)構(gòu)?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)介紹。他們利用超低劑量高分辨電子顯微成像技術(shù)，首次直接觀(guān)察到MOF膜中的晶格缺陷及其被消除后的完美晶格結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)晶格缺陷的MOF膜僅允許小于晶格孔的分子快速通過(guò)，而大于晶格孔的分子或離子被截留，從而實(shí)現(xiàn)了水和離子的高效分離，極具工業(yè)應(yīng)用前景。

受幾何學(xué)啟發(fā)提出的高概率理論配位策略，不僅實(shí)現(xiàn)了完美晶格孔道的成功構(gòu)筑及其高效分子尺度分離，還為精確操縱晶格缺陷以調(diào)控亞納米限域空間尺寸及其分子傳輸提供了新路徑。該工作也為探索多學(xué)科交叉研究創(chuàng)造先進(jìn)材料提供了范式參考。

2023年5月19日《江蘇科技報(bào)》第3版：http://www.jskjb.com:8081/xpaper/news/112362/123186/133572-1.shtml