近年来，跟着可穿戴技能、环境修正和生物医学使用的继续不断的开展，将先进功用资料与纺织品结合渐渐的变成为研讨热门。纺织品具有优异的柔韧性、透气性和可扩展性，是抱负的新式智能体系载体。但是，传统纺织品往往缺少自清洁、抗冰、抗菌和环境耐受等功用。金属有机结构（MOF）因其可调控的化学功用和超高比外表积，被视为赋能功用化纺织品的潜力资料，但现有MOF-纺织品复合资料在可扩展性、环境稳定性及多功用集成方面仍存在技能应战。

  湖北大学郭志光教授、裴颗副研讨员，武汉纺织大学姜会钰教授及香港中文大学周志文博士协作，使用仿生原位自拼装技能成功开宣布一种兼具高机械强度和超疏水功用的AgTCNQ-MOF复合织物。该织物仿照仙人掌刺的结构特征，完成了159.2的水触摸角和1.8的滑动角，并展现出多重先进功用：高效的油水别离功用（别离功率98.4%，通量18.0 kLmh）、明显的抗冰效果（冻住开始时刻由105秒延伸至685秒）、全谱紫外防护功用（UVA透过率2.5%，UVB透过率2.7%）、高达99.8%的抗菌功率、优异的自清洁才能、超卓的机械柔韧性（饱尝6000次曲折循环）和光热转化功率（91.5%）。其超小带隙（0.47 eV）工程和共价界面锚定战略保证了资料在30次磨损或200小时紫外照耀后仍坚持超疏水性，在医疗穿戴、工业过滤和自适应机器人等范畴展现出巨大的使用潜力。相关论文以“Bioinspired Ultrasmall-Bandgap MOF-Integrated Superhydrophobic Textiles via In Situ Self-Assembly: Enabling Next-Generation Multifunctional Smart Textiles”为题，宣布在期刊《Advanced Functional Materials》上。

  图1展现了多功用MOF复合织物的规划思路与制备流程。图中暗示了超小带隙AgTCNQ-MOF在织物外表的原位成长进程，以及其经过热振荡机制完成光热转化，然后赋予织物油水别离、抗冰、抗菌和自清洁等多种功用。制备进程包含织物的敏化活化、Ag纳米颗粒的堆积，以及AgTCNQ微针结构的原位成长，终究在织物标明发生具有分级粗糙度的超疏水层。

  图1. a) MOF织物的概念规划与多功用柔性特性暗示图。b) MOF织物制备流程暗示图。

  使用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱等多种技能，对MOF织物的描摹与化学组成进行了体系表征，成果如图2所示。SEM图画显现，Ag纳米颗粒均匀分布在织物外表，AgTCNQ微针结构直径为160~250 nm，长度为25~29 m；EDS图谱证明了Ag、C、N元素的均匀分布；XPS和FTIR成果验证了Ag与TCNQ的成功配位；XRD和拉曼光谱进一步确认了晶体结构和电荷转移特性。这些依据成果得出，无需氟化试剂就可以完成本征超疏水功用。

  图2. MOF织物的描摹与化学成分表征。a) Ag织物的SEM图画。b) 具有针状纳米结构的MOF织物SEM图画。c) MOF织物外表的EDS mapping，显现Ag、C、N元素的均匀分布。d) XPS成果。e) FTIR成果。f) XRD成果。g) 拉曼光谱成果。

  图3体系研讨了织物在不同硝酸银和TCNQ浓度下的潮湿性改变，优化后完成了159.2的水触摸角和1.8的滑动角。动态水滴碰击实验显现，液滴在18毫秒内可彻底反弹，体现出极低的触摸角滞后和超卓的抗冰潜力。该织物还展现出优异的机械稳定性（720改变、50次喷砂循环）、环境耐久性（露出3个月后仍坚持超疏水功用）以及在酸性和中性环境中的稳定性，但在碱性或高盐环境中功用有所下降。

  图3. MOF织物的潮湿功用、机械、物理化学和环境稳定性。a) 不同硝酸银浓度下的触摸角。b) 不同TCNQ浓度下的触摸角。c) 最优条件下织物、Ag织物和MOF织物的触摸角总结。d) 样品的光学图画，插图为液滴触摸角。e) 液滴碰击Ag织物和MOF织物外表的动态进程。f) 720改变后的机械稳定性。g) 50次喷砂循环测验。h) 3个月环境露出后的稳定性。

  图4展现了MOF织物的自清洁和防污功用。其分级微纳结构和非粘附外表能有用排挤有机染料、胶体悬浮液、色素饮料和生物流体，完成全面防污。

  图4. 自清洁与防污功用。a) 自清洁进程暗示图。b) 水浸后外表空气层的光学图画。c) 原始织物与MOF织物的防湿功用。d) 对泥水、橙汁、牛奶和咖啡的防污体现。

  图5记录了MOF织物在油水别离中的超卓体现。其超疏水-超亲油特性使得多种油类（正己烷、正辛烷、甲苯、氯苯）能快速经过织物，而水被彻底隔绝，别离功率超越98.4%，通量达18 kLmh，且在20次循环后仍坚持高效。其别离机制综合使用了Laplace压力梯度、分子间效果力（配位键、范德华力、-堆叠）和分级孔结构导向的输运途径，以此来完成了高效别离。

  图5. MOF织物的油水别离功用。a) 别离进程相片与物理机制。bd) 化学与物理别离机制。e,f) 别离功率与可重复使用性评价。g) 正己烷从水中去除的进程图画。

  图6研讨了织物在低温高湿环境下的抗冰功用。在不一样的温度（－10℃，－20℃，－30℃）和湿度（40%，80% RH）条件下，MOF织物明显推迟了冰核构成时刻，并降低了冰附着强度。经过15次冻融循环，其功用坚持率大于80%，展现出在极地环境中使用的潜在价值。

  图6. 抗冰功用。a) 推迟结冰机制与气候箱设备暗示图。b) 液滴在-20℃、40% RH下结冰进程图画。c) 结冰推迟时刻总结。d) 冰附着强度比照。e) 15次冻融循环中推迟时刻的改变。f) 液滴从Cassie-Baxter态向Wenzel态改变暗示图。

  图7评价了织物的抗菌功用。经过对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的按捺圈实验、平板计数和光密度测定，MOF织物体现出99.99%和99.89%的抗菌功率，其抗菌机制结合了离子开释和触摸灭菌两层效果。

  图7. 抗菌功用。a) Ag织物和MOF织物的抗菌机制暗示图。b) 抑菌圈成果。c) 琼脂平板相片。d,e) 抗菌功率与光密度值。

  图8展现了织物的光热功用。AgTCNQ的超小带隙（0.47 eV）完成了96.3%的广谱太阳光吸收率和91.5%的光热转化功率。在光照下，织物外表温度敏捷上升至80.8℃，能在372秒内彻底消融冰滴，并在原油吸附中体现出高吸附容量（4.65 gg）和快速吸附速率（2.21 gmin）。

  图8. 光热功用。a) AgTCNQ的光学带隙。b) 太阳光谱吸收率。c) 光照下外表气温改变。d) 红外热成像。e) 冰滴消融进程图画。f) 消融时刻总结。g) 无光照下的原油吸附。h) 光照下的吸附速率与功率。i) 光照下的吸附行为。

  图9验证了织物在6000次曲折循环后的机械柔韧性与功用坚持性。触摸角、油水别离功率、抗冰时刻和抗菌功用均坚持在90%以上，显现出其在动态使用环境中优异的耐久性。

  图9. 机械柔韧性功用。a) 主动曲折设备相片。b) 3.5 mm曲折半径特写。c) 6000次曲折后触摸角改变。d) 油水别离通量与功率。e) 3000次曲折后的抗冰时刻。f) 曲折后的抗菌功率。

  研讨人员经过仿生规划、原位自拼装和超小带隙工程，成功将多功用集成到单一纺织品中，完成了超疏水、抗冰、抗菌、光热转化和油水别离的高度协同。该技能不只处理了传统MOF-纺织品在稳定性、可扩展性和多功用集成方面的瓶颈，还为下一代智能纺织品在极点环境下的实践使用供给了可行计划。

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