径迹蚀刻膜是一种微孔滤膜，其使用可以进一步微调传输机制，从而使它们能够用于(生物)传感和能量收集应用等。最近，有研究将金属有机骨架（MOFs）和这种膜结合，以进一步增加它们的应用潜力。

近日，拉普拉塔国立大学Omar Azzaroni，Matías Rafti成功构建了一种具有优异稳定性和离子传输控制的UiO-66改性的单PET纳米通道。

文章要点

1）研究人员通过采用不对称界面生长方法，用MOF UiO-66填充轨迹蚀刻的纳米通道。MOF填充的纳米通道显示了离子传输机制，其特征在于跨膜电压高于0的饱和电流区域。在酸性条件下。子弹形纳米通道的这种不寻常行为可以解释为表面电荷产生的选择性渗透和MOF异质结构提供的窄通道之间相互作用的结果。

2）此外，在MOF合成过程中，I-V曲线不对称，饱和电流的大小取决于膜的取向。由于合成条件的不对称性，MOF的轴向结构很可能是非均相的。值得注意的是，这种结构不对称性是由于合成过程中膜两侧不同的金属和连接物的局部浓度引起的，决定了I-V曲线的对称性，而与子弹形纳米通道的取向无关。这些结果强烈地表明，仅有微孔率不足以解释系统的离子输出，这也将由结构孔隙率决定。

3）此外，离子电流饱和行为可以通过改变溶液pH可逆地开启/关闭，并且即使在3000 mM KCl溶液中也可以保持ICS控制的离子电子输出。此外，UIO-66修饰的膜在暴露于不同的pH(3到9)和KCl浓度(1 mM到3000 mM)后保持了其离子响应，这表明通道内的MOF在不同的操作条件下具有良好的稳定性。因此，这种器件可以成为设计用于电信号处理和处理的集成电路元件的一种有趣的替代方案。更重要的是，在这项工作中获得的见解，特别是与化学稳定性和MOF结构对复合膜离子传输的影响有关的那些洞察力，有望在其他应用领域如生物传感、能量转换、药物输送等方面有所帮助。

参考文献

Gregorio Laucirica, et al, Switchable ion current saturation regimes enabled via heterostructured nanofluidic devices based on metal-organic frameworks Adv. Mater., 2022

DOI：10.1002/adma.202207339

https://doi.org/10.1002/adma.202207339