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仿生超小带隙MOF集成超疏水纺织品的原位自组装:开启下一代多功能智能纺织品新纪元
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月09日 来源:Advanced Functional Materials 19
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来自前沿领域的研究人员通过原位自组装技术,开发出具有机械鲁棒性的AgTCNQ-MOF仿生超疏水织物。该材料模拟仙人掌刺结构实现159.2°接触角和1.8°滑动角,兼具98.4%油水分离效率、685秒抗结冰延迟、99.8%抗菌率等五大功能,其0.47 eV超小带隙设计突破传统光热转换效率至91.5%,为医疗可穿戴和工业过滤领域提供创新解决方案。
受仙人掌棘刺启发,科学家通过精巧的原位自组装技术,将银基七氰基喹啉(AgTCNQ)金属有机框架(MOF)与纺织品融合,创造出机械强度卓越的超疏水智能织物。这种材料展现出令人惊叹的159.2°静态接触角和近乎完美的1.8°动态滑动角,仿佛给纺织品披上了"液态盔甲"。
其性能突破体现在五个维度:如同精密分馏塔般实现98.4%的油水分离效率,18.0 kL·m?2·h?1的通量堪比工业级过滤系统;在-20℃严寒中,将结冰起始时间从105秒延长至685秒,媲美北极熊毛发的抗冻特性;紫外线防护方面,UVA(2.5%)和UVB(2.7%)的透射率堪比专业防晒材料,配合99.8%的抗菌率形成双重防护屏障。
最引人注目的是其0.47电子伏特(eV)的超小带隙设计,这种"能带工程"使太阳能-热能转换效率飙升至91.5%,远超传统材料。就像给织物装上了"光子收割机",即便经过6000次弯折仍保持稳定性能。共价界面锚定策略赋予材料超强耐久性,经受30次磨损或200小时紫外线暴晒后依然保持"荷叶效应"。
这项技术巧妙融合纳米多孔材料的能带调控与纺织品的柔韧性,为实时环境响应型智能系统开辟新路径。从自清洁医疗防护服到自适应机器人皮肤,这种"会思考"的纺织品正在重新定义可穿戴技术的未来图景。
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