諾貝爾獎背后的超級材料：MOFs 的崛起

瑞典皇（huangjia）家科學院決定，將 2025 年諾貝爾化學獎授予北川進（Susumu Kitagawa）、理查德?羅布森（Richard Robson）與奧馬爾?M?亞吉（Omar M. Yaghi），以表彰三人在金屬有機框架（MOFs）研發領域作出的開創性貢獻。

金屬-有機框架（Metal-Organic Frameworks，簡稱 MOFs）是一類由金屬離子或金屬團簇與有機配體通過自組裝形成的多孔材料。MOFs 因其多孔性、可調節性、獨特的穩定性等優異性能，在多個領域展現出廣泛的應用前景。

飛納電鏡在 MOFs 材料的表征中具有廣泛應用，使用飛納電鏡進行掃描電鏡形貌和成分表征，相關領域的研究人員，發表了一篇篇高質量期刊，一起來看一下吧！

PART 01 基于 MOFs 材料的鈉離子電池負極材料

電子科技大學——陳俊松教授課題組

發表文章：

Bilateral Interfaces in In2Se3‐CoIn2‐CoSe2 Heterostructures for High-Rate Reversible Sodium Storage（In2Se3-CoIn2-CoSe2異質結中的雙界面用于高倍率可逆鈉存儲）

發表期刊：ACS Nano

DOI: 10.1021/acsnano。1c03056

飛納電鏡型號：Phenom Pharos 臺式場發射掃描電鏡

這篇文章的核心內容是通過構建 InSe-CoIn-CoSe 異質結，實現了高倍率可逆鈉存儲。研究人員通過在銦基 MOFs（MIL-68）表面生長鈷基 MOFs（ZIF-67），然后通過原位氣相硒化，制備了具有雙界面的 InSe-CoIn-CoSe 異質結。這種結構不僅提高了材料的電導率和鈉離子擴散速率，還增強了結構穩定性，從而顯著提升了鈉離子電池的性能。通過飛納臺式場發射掃描電子顯微鏡（Phenom Pharos）的表征，研究人員詳細觀察了 InSe/CoSe-450 樣品的形貌和結構變化。這種基于 MOFs 的異質結材料在鈉離子電池中展現出優異的性能，為高性能鈉離子電池負極材料的設計提供了新的思路。

PART 02 MOFs 薄膜電子材料

中科院福建物質結構研究所——曹榮教授課題組

發表文章：

Integration of metal-organic frameworks into an electrochemical dielectric thin film for electronic applications（將金屬-有機框架材料集成到電化學介電薄膜中用于電子材料領域）

發表期刊：Nature Communications

DOI: 10.1038/ncomms11830

飛納電鏡型號：Phenom Pro 高分辨率專業版掃描電鏡

這篇文章的核心內容是將多孔金屬-有機框架（MOFs）集成到導電金屬板陽極的表面，通過原位溫度控制的電化學組裝方法沉積形成互穿、結晶的 MOFs 薄膜。這種薄膜不僅具有良好的電介質性能，而且其表面形貌、厚度和均勻性都可以通過控制反應條件（如溫度、時間和電壓）來精確調控。研究結果表明，這種 MOFs 薄膜的介電常數比傳統的無機或有機柵極電介質材料高出許多，這為 MOFs 在電子設備中的應用提供了新的可能性。研究人員使用了飛納掃描電子顯微鏡（Phenom G2）來觀察 MOFs 薄膜的表面形貌和微觀結構，并通過調整反應條件實現了對薄膜厚度和表面形貌的精確控制。

PART 03 基于 MOFs 材料的柔性電極

復旦大學——梅永豐教授課題組

發表文章：

Atomic Layer Deposition Inducing Integration of Co,N Codoped Carbon Sphere on 3D Foam with Hierarchically Porous Structures for Flexible Hydrogen Producing Device（原子層沉積誘導Co/N共摻雜的碳球負載在三維泡沫上形成分級多孔結構及其在柔性產氫裝置中的應用）

發表期刊：Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.201906365

飛納電鏡型號：Phenom ProX 電鏡能譜一體機

這篇文章的核心內容是通過原子層沉積（ALD）技術在三維碳泡沫（CF）上誘導生長 Zeolitic Imidazolate Framework-67（ZIF-67）層，隨后通過熱解過程將其轉化為 Co, N 共摻雜的碳球（Co–N–CSs），并將其應用于柔性制氫電極。這種復合結構不僅具有高比表面積和多級孔結構，還展現出優異的電化學性能和柔性特性，適用于酸性和堿性電解質中的制氫反應。通過飛納掃描電子顯微鏡（Phenom ProX）的表征，研究人員詳細觀察了從 CF 到 ALD-ZIF-67-CF 再到 Co–N–CS–CF 的形貌變化。這些觀察結果為理解 ZIF-67 在 CF 上的生長機制以及熱解過程中結構的變化提供了重要支持。這種基于 MOFs 的復合結構不僅在酸性和堿性電解質中展現出優異的電化學性能，還具有顯著的柔性特性，為柔性制氫電極的設計提供了新的思路。

PART 04 基于 MOFs 材料的仿生材料

四川大學——王玉忠教授課題組

發表文章：

Constructing hierarchically hydrophilic/superhydrophobic ZIF-8 pattern on soy protein towards a biomimetic efficient water harvesting material（在大豆蛋白上構建層次化的親水/超疏水ZIF-8圖案，以制備仿生高效集水材料）

發表期刊：Chemical Engineering Journal

DOIdoi.org/10.1016/j.cej.2019.03.152. 

飛納電鏡型號：

Phenom ProX 電鏡能譜一體機

文章受到納米比亞沙漠中的 Stenocara 甲蟲的啟發，這種甲蟲能夠從濕潤的空氣中收集水分以維持生命。甲蟲背部的結構由親水性突起分布在超疏水背景上，這種結構使得水分子能夠在親水區域凝聚成滴，并在重力作用下滾落。基于這一自然現象，研究人員設計了一種類似的親水/超疏水圖案化表面，用于從霧氣中收集水分。研究人員使用了飛納掃描電子顯微鏡（Phenom ProX）來觀察 ZIF-8 晶體在大豆蛋白（SPI）薄膜表面的生長過程和形貌變化。在低倍率下可以觀察到較大的微米級晶體，這些晶體在薄膜表面均勻分布。在高倍率下可以觀察到較小的納米級晶體，這些晶體分布在微米級晶體表面和薄膜表面，形成了層次化的結構。

PART 05基于 MOFs 材料的水處理膜

加利福尼亞州立大學——Fangyuan Tian 課題組

發表文章：

Electrodeposition of Ag/ZIF-8-Modified Membrane for Water Remediation（Ag/ZIF-8 改性膜的電沉積制備及其在水處理方面的應用）

發表期刊：Langmuir

DOI: 10.1021/acs.langmuir.2c02947

飛納電鏡型號：

Phenom ProX 電鏡能譜一體機

這篇文章的核心內容是通過電沉積方法在不銹鋼網上制備了基于 ZIF-8 和 Ag/ZIF-8 的改性膜，并研究了其在水處理中的應用。ZIF-8 是一種具有高比表面積和可調節孔徑的 MOFs 材料，廣泛應用于氣體和液體分離。通過在 ZIF-8 中摻雜銀納米顆粒（Ag NPs），研究人員制備了具有抗菌性能的 Ag/ZIF-8 膜，用于去除水中的有機染料（如羅丹明B）和抑制細菌生長。通過飛納掃描電子顯微鏡（Phenom ProX G6）的表征，研究人員詳細觀察了 ZIF-8 和 Ag/ZIF-8 改性膜的形貌和結構。這些觀察結果為理解 ZIF-8 和 Ag/ZIF-8 在水處理中的應用提供了重要支持。這種基于 MOFs 的改性膜不僅能夠有效去除水中的有機染料，還具有顯著的抗菌性能，為水處理領域提供了新的解決方案。

所以，飛納電鏡不僅好用，還可以發高質量的文章哦，不同型號的飛納電鏡，在各個領域均有出色的表現。快來選擇適合你研究的掃描電鏡吧。