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东北大学研发的超级抗污材料震撼发布，或彻底改变海洋保护策略

文章来源：贤集网更新时间：2024-08-28 14:52:25

近日，东北大学教授付昱、徐大可团队以及中国科学院金属研究所研究员齐伟在抗污材料方面取得了重要突破，发展了一种新颖方法，并合成出具备多级结构的Cu(I)-MOF/聚吡咯复合物。相关成果发表在《德国应用化学》上。

一、传统之殇：商用 Cu2O 的困境

在与海洋生物污损的漫长斗争中，抗污剂一直是人们手中的重要武器。然而，目前广泛使用的氧化亚铜（Cu2O）纳米粒子抗污剂，却存在着诸多令人头疼的问题。

首先，Cu + 离子的暴释问题就像一颗定时炸弹，随时可能引爆抗污效果的不稳定。原本应该稳定发挥作用的抗污剂，却因为离子的不可控释放，时而有效，时而失灵，让人们在对抗海洋生物污损的战场上始终提心吊胆。

其次，高毒性更是给海洋生态环境带来了潜在的威胁。海洋是一个庞大而脆弱的生态系统，任何一点小小的破坏都可能引发连锁反应。而商用 Cu2O 纳米粒子的高毒性，就如同在这个生态系统中投入了一颗毒药，不仅可能对海洋生物造成直接的伤害，还可能破坏整个海洋生态的平衡。

最后，长期抗污的不稳定性也让人们对其信心大打折扣。在实际应用中，人们需要的是一种能够长期稳定发挥作用的抗污剂，而不是一个时而有效、时而失灵的 “不靠谱” 伙伴。商用 Cu2O 纳米粒子在这方面的表现显然不尽如人意，无法满足人们对海洋防污的长期需求。

二、创新之光：氧化还原伴生长法的神奇魔法

东北大学教授付昱、徐大可团队以及中国科学院金属研究所研究员齐伟，为解决海洋生物污损难题带来了新希望。他们研发出的氧化还原伴生长法，通过连续的氧化还原反应，改变了 Cu (II)-MOF 的化学价态和配位模式，形成了具有独特性能的 Cu (I)-MOF。同时，在多级结构中形成致密的聚吡咯层，使 Cu (I)-MOF 和聚吡咯紧密结合，共同构建出新型材料 ——Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物，新材料优异性能如下：

广泛抗性：Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物在复杂的生物环境中，对海洋细菌、藻类和表面粘附生物膜有很强的抵御能力，抗污效果远超商用 Cu2O 纳米粒子，为海洋防污提供了有力保障。

长期稳定性：与传统抗污剂相比，Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物兼具长期抗污的稳定性，能在较长时间内持续发挥抗污作用。

太阳能助力：在太阳能的加热下，Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物的抗污效率甚至可以达到 100%，为环保抗污提供了新的思路。

导电性：聚吡咯是常见的导电聚合物，与 Cu (I)-MOF 复合后，复合物在一定程度上具备或改善了导电性能，在电子器件和传感器领域有潜在应用价值。

生物相容性：聚吡咯的良好生物相容性使 Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物在组织工程和药物输送系统中有应用前景。

质子交换膜性能：将聚吡咯引入其中制备复合型质子交换膜，有助于提高复合膜的热稳定性、阻醇性和溶胀性等，在燃料电池等领域有应用潜力。

电催化性能：聚吡咯膜具有独特的掺杂和脱掺杂性能，Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物有可能具备较好的电催化性能，可应用于电催化相关的化学反应。

金属防腐性能：聚吡咯膜对金属有保护作用，Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物或许能为金属材料提供防腐保护。

三、应用之广阔：多领域的璀璨明星

海洋领域：在海洋防污方面，Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物有望成为新型防污材料，推动海洋经济的可持续发展。在海洋资源开发中，可用于海洋传感器的防护涂层和海洋工程结构的防腐抗污材料。环境保护领域：鉴于其抗污性能和光热性能，可能在污水处理和空气净化方面发挥作用。能源领域：在太阳能利用和储能方面有新选择，如用于太阳能热转换系统和作为超级电容器的电极材料等。生物医学领域：在生物成像和癌症治疗等方面有新突破，可能作为造影剂提高成像清晰度，或利用光热性能开发新型治疗方法。

未来之展望：传奇之旅的延续

东北大学付昱、徐大可团队以及中国科学院金属研究所齐伟研究员的研究成果，为抗污材料的发展开辟了新道路。Cu (I)-MOF / 聚吡咯复合物以其独特的制备方法、卓越的性能和广阔的应用前景，为材料科学的发展注入了新活力。在未来，这个复合物将继续展现出巨大的潜力和价值，科学家们将进一步优化其性能，拓展其应用领域。在海洋、环境保护、能源和生物医学等领域，它将为人类的生活和社会的发展做出重要贡献。

原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_556223.html
来源：贤集网
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