金屬有機框架(MOFs)材料是由有機配體和無機金屬單元構(gòu)成的一類有機-無機雜化材料。MOFs因具有比表面積大、孔隙率可調(diào)、功能強、仿生催化性能好、生物相容性好等特點受到國內(nèi)外科學(xué)家的青睞。MOFs及衍生材料具有獨特的3D微結(jié)構(gòu)和增強的電磁性能為電磁功能材料提供了無限可能。目前,電磁功能材料的制備策略主要可歸納為以下三類:碳化、雜化、碳化和雜化相結(jié)合。得到的MOFs衍生材料具有豐富的界面和更強的電導(dǎo)率,有助于增強電磁能量的衰減和轉(zhuǎn)換。此外,MOFs骨架具有高孔隙率和大比表面積可有效提高電磁響應(yīng)。多種策略為設(shè)計優(yōu)良的微結(jié)構(gòu)、制造高性能、可控微波吸收和電磁干擾屏蔽(EMI)材料提供了有效平臺。在此,北京理工大學(xué)曹茂盛教授綜述了MOFs材料的設(shè)計策略,討論了微結(jié)構(gòu)對MOFs材料及其衍生物的電磁損耗和能量轉(zhuǎn)換的影響。重點介紹了MOF基材料在電磁吸收與屏蔽方面的研究進(jìn)展,并揭示了電磁特性的響應(yīng)機理。最后,深入剖析了當(dāng)前MOF基電磁功能材料發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和機遇。綜述以題為“Diverse Metal–Organic Framework Architectures for Electromagnetic Absorbers and Shielding”發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。圖1 (a)MOF結(jié)構(gòu);(b)MOF衍生物;(c) MOF基材料在電磁吸收與屏蔽方面的出版物數(shù)量統(tǒng)計圖;(d)具有不同微觀結(jié)構(gòu)的MOF基電磁吸收材料的數(shù)量統(tǒng)計圖1、總結(jié)了MOFs材料在微波吸收和電磁干擾屏蔽方面的研究進(jìn)展和研究成果。2、展示了MOFs材料的設(shè)計策略,并深入探究了MOF基材料的電磁損耗和能量轉(zhuǎn)換。3、重點介紹了對現(xiàn)有MOF基吸收和屏蔽材料的創(chuàng)新評價。4、合理預(yù)測了新一代MOF基功能材料的發(fā)展方向。圖2 通過雜化和碳化策略得到的多種MOF基結(jié)構(gòu)。(a)分層的CNT/Co3O4微管;(b) Co3O4納米粒子/ N摻雜的碳骨架(Co3O4@NC);(c)N摻雜碳骨架@石墨烯碳(NC@GC);(d) Co-Fe 合金@N摻雜的碳骨架(Co-Fe合金/NC);(e)蛋黃結(jié)構(gòu)的CdS微立方體