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MOF是一類新興的多孔晶體材料，但MOF粉末難溶又難熔、薄膜又硬又脆，使這類材料成型加工極為困難。趙俊杰團隊找到一種巧妙的方法，讓MOF薄膜形成“褶皺”結構，在增加其活性表面的同時賦予其出色的形變能力，改變了MOF薄膜“一拉就斷、一掰就碎”的命運。

受圖靈理論的啟發，研究團隊提出限域界面合成的方法。他們在原子層沉積（ALD）的氧化鋅表面添加聚合物覆蓋層，構筑一個限域反應空間。在這個空間內，合成MOF的反應試劑自上而下擴散，氧化鋅表面釋放的堿性水解產物自下而上擴散，從而形成一組相向運動的化學行波。

研究團隊在實驗中通過改變反應試劑的濃度、聚合物覆蓋層的厚度，制備出5類共13種圖靈圖案，獲得了形貌可調的褶皺MOF薄膜。這些圖案涵蓋了經典的迷宮狀條紋、點狀、環狀等多種圖靈圖案類型，與自然界中海鰻、箱鲀、豹等動物的斑紋十分相似。

引入褶皺結構不僅大幅增加了MOF薄膜的有效表面積，還賦予了MOF薄膜出色的柔韌性，使其能夠承受高達53.2%的應變而不被破壞。而MOF本體能夠承受的應變常常不超過0.3%。褶皺MOF薄膜優異的力學性能使MOF材料能像貼紙一樣，輕松實現在不同基底之間的轉移。研究人員將其轉移到有機玻璃、多孔陶瓷、金屬電極等多種基底上，發現薄膜的結構和性能得到完好保留。

通過這種靈活轉移的加工方式，研究團隊制備出基于MOF材料的氣體分離膜，實現了氫氣/二氧化碳的高效分離。他們還將褶皺MOF薄膜轉移到柔性電極上，制造出可彎曲的濕度傳感器。這兩種應用場景展示了MOF薄膜即插即用的巨大潛力。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adn8168