香港大学汤初阳教授《自然·通讯》：用于高效水收集的垂直排列MOF纳米片水凝胶膜

主要观点总结

近日，香港大学土木工程系的张龄月博士和汤初阳教授的研究成果以“Hydrogel-embedded Vertically Aligned Metal-Organic Framework Nanosheet Membrane for Efficient Water Harvesting”为题，发表在著名综合性学术期刊 Nature Communications 上。该研究提出了一种在水凝胶基底膜表面定向生长垂直的MOF纳米片层的制备策略，实现了高效水汽捕集和太阳能驱动集水。该策略克服了复合集水材料在溶剂系统冲突方面的挑战，所构建的MOF-CT/PVA复合集水膜具有较高的空气集水能力。

关键观点总结

关键观点1: 研究成果背景及意义

该研究针对MOF材料的有限吸水率和保水能力问题，提出了在水凝胶基底膜表面定向生长垂直的MOF纳米片层的策略，旨在实现高效水汽捕集和太阳能驱动集水，特别是在人口稀少和干旱地区的分布式供水。

关键观点2: 研究方法和关键技术

该研究使用聚乙二醇（PEG）作为交联剂和表面活性剂，实现了在水凝胶基底膜上定向生长垂直的MOF纳米片层。通过制备稳定的CT/PVA水凝胶基底膜，结合MOF的生长过程，实现了高效水汽捕集和太阳能驱动水收集。

关键观点3: 研究成果及性能表征

所合成的MOF-CT/PVA膜具有稳定的灵活性和高比表面积，能够实现高效水汽捕集和太阳能驱动水收集。该膜在卷曲和折叠测试中表现出较高的柔韧性和稳定性。此外，研究还解析了定向生长的MOF纳米片特性，包括晶体结构、形貌表征、亲水性能等。

关键观点4: 文章作者介绍

文章的通讯作者是汤初阳教授，介绍了他过往的成就以及研究方向等；第一作者是张龄月研究助理教授，也介绍了他的教育背景及研究方向。

文章预览

成果简介 近日， 香港大学土木工程系 张龄月博士 为第一作者、 汤初阳教授 为通讯作者 的研究成果以“Hydrogel-embedded Vertically Aligned Metal-Organic Framework Nanosheet Membrane for Efficient Water Harvesting”为题，发表在著名综合性学术期刊 Nature Communications 。 该论文针对单组分MOF的有限吸水率，提出在水凝胶基底膜表面定向生长垂直的MOF纳米片层，实现高效水汽捕集和太阳能驱动集水。 引言 空气水捕集（AWH）是分布式供水的重要方式之一，与传统集中供水相比，AWH为小规模产水提供了一种可行的解决方案，特别是在人口稀少和干旱地区。由于具有多孔结构和亲水性能，MOF材料被认为是AWH的理想吸附材料。然而，有限的吸水率和保水能力，是一直以来限制MOF材料广泛应用的重要因素。将MOF与聚合基底结合能够有效提高水汽捕集和吸水效率，但二者溶剂体系的冲 ………………………………