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  在過去的二十年中，金屬有機框架(MOFs)由于其具有極高的比表面積、多樣的結構和可調的孔徑，極大地促進了納米和多孔材料的發展。迄今為止，已經開發出了許多具有不同有機配體和金屬離子的MOFs，并應用于各個領域，如：重金屬離子吸附分離，氣體存儲，分離，抗菌，能量存儲，催化，水收集和藥物傳遞。然而，以往的研究大多以粉末形式進行，這極大地限制了它們的實際應用領域。紡織品由于具有柔軟靈活、可再生、易加工等特點，在日常生活中被廣泛應用，如：服裝、家用紡織品、工業紡織品、醫療紡織品等。但是，當暴露在惡劣的環境條件下時，如：強烈的紫外線、有毒化學物質、細菌等，傳統織物就不能夠起到很好的防護作用。如果將MOFs材料結合至柔性紡織品上可以賦予普通織物更多特殊防護性能。因此，通過一種簡單易操作、成本低廉的方法在纖維表面原位生長形貌規整、致密、負載量大且牢度優異的MOFs涂層，依舊是一個很大的挑戰。

圖文摘要

本文要點：

  (1) 以間氨基苯甲酸為前體通過重氮自由基聚合法接枝改性棉織物，成功在棉纖維上引入羧基芳香聚合物鏈，為后續金屬離子的固著提供了豐富的活性位點；然后通過層層自組裝在纖維表面生長CuBTC晶體，制得MOF@織物。

  (2) 疏水化后MOF@織物對水接觸角為168.4 ± 1.6°，滾動角為1.8 ± 0.2°，粘附力低至16.17 μN，同時表現出良好的酸、堿穩定性；由于其超疏水性能，其耐水解穩定性得到了很大提升，可以經受在30 ℃的水中浸泡120 h，而未經疏水化改性MOF@織物表面的MOF晶體顆粒在30 ℃下浸泡6 h即完全水解。

  (3) 制備得到的超疏水MOF@織物表現出優異的自清潔、抗污、自修復、抗紫外線和抗結冰性能，還可以實現對天然抗菌劑精油的負載，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都表現出優異的抗菌性能。

  本研究通過重氮自由基聚合法對纖維素纖維進行羧基化預處理，成功在纖維表面形成均勻致密的正八面體CuBTC晶體涂層，再經1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)和三乙氧基辛基硅烷(TEOS)處理，得到超疏水CuBTC@織物(SMCF)，大大提高了其水穩定性，擴展了超疏水Cu-BTC的潛在應用性能。同時制備得到的MCF比表面積增大至229 m²/g，是原織物(21 m²/g)的11倍。綜上所述，制備得到的MOF@織物結合了織物柔軟易加工的特點和MOFs具有超大孔隙率和比表面積的優點，使其在自清潔、抗污、抗紫外線、抗結冰以及精油包覆領域具有廣闊的應用前景。重氮自由基共價接枝改性羧基化纖維的方法對于制備其它MOF@織物及拓展紡織品多功能應用具有一定的借鑒意義。

  相關成果以題為In Situ Growth of a Stable Metal–Organic Framework (MOF) on Flexible Fabric via a Layer-by-Layer Strategy for Versatile Applications的論文發表在ACS Nano上。其中論文的第一作者為蘇州大學紡織與服裝工程學院博士生李武龍，通訊作者為蘇州大學李戰雄教授，新加坡國立大學Tan Swee Ching教授。該工作得到了國家自然科學基金（No. 51673137），江蘇省研究生科研與實踐創新計劃項目（No. KYCX20-2665），中國國家留學基金委 （CSC, 202106920042）和江蘇省高等學校重點學術項目建設的支持。

  原文鏈接：

  Wulong Li, Yaoxin Zhang, Zhen Yu, Tianxue Zhu, Kexin Liu, Zhanxiong Li*, Swee Ching Tan*. In Situ Growth of a Stable Metal–Organic Framework (MOF) on Flexible Fabric via a Layer-by-Layer Strategy for Versatile Applications, ACS Nano, 2022.

  https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05624