中国科大构筑共轭金属有机框架基纳流光电转换体系

来源：中国科学技术大学时间：2025-03-29 00:36

2月10日，中国科大苏州高研院张振教授团队在Advanced Materials上发表了题为“2D Conjugated Metal-Organic Framework-Based Composite Membranes for Nanofluidic Ionic Photoelectric Conversion”的研究论文。

视网膜作为生物眼睛最重要的组成部分，支持对复杂现实环境的丰富感知和识别。构建模拟视网膜基本功能的仿生光电转换设备，在视觉假体和仿生机器人中具有重要意义。到目前为止，基于电子传输的人工光电转换设备已经取得了很大的进展，然而，其不利于与生命系统友好的人机交互，因为在生命系统中，离子的传输行为用于表达生物信号。因此，发展基于离子传输的光电转换系统已成为必然趋势。

最近，研究人员探索了由具有半导体性质的光激发纳米片重堆叠组成的二维膜，这些膜通过创建相互连接的层间纳米流体通道，构建新型离子光电转换系统。然而，目前的膜材料由于通常具有混合的微观结构而不能有效地产生载流子，或者由于层间距大，使得电荷通过π-π堆叠的传输路径受阻，传输效率较低。

二维共轭金属有机框架材料具有通过价键传输、扩展共轭传输、通过空间传输的多种电荷传输方式，可以实现高效率的载流子产生和转移，有望解决上述问题。因此，本研究提出了基于共轭金属有机框架材料的复合膜，并将其用于纳米流体光电转换，实现了超快的光电响应及16 nA的光电流，并基于此成功地实现了离子泵功能。这项工作证明了共轭金属有机框架材料在离子基光电转换中的巨大前景，并为扩展光敏金属有机框架材料的应用提供了灵感。