氫鍵有機(jī)框架膜(HOFs)應(yīng)用前景可期 但目前主要用于科研
軍工資源網(wǎng) 2022年05月16日近年來,HOFs膜受到越來越多的企業(yè)和院校關(guān)注,在國內(nèi),包括福建師范大學(xué)、中國科學(xué)院、山西清潔碳研究院、天津大學(xué)等在內(nèi)的院校均有從事HOFs膜結(jié)構(gòu)的開發(fā)與功能應(yīng)用。
氫鍵有機(jī)框架膜(HOFs膜),又稱為超分子有機(jī)框架膜,是由有機(jī)或金屬-有機(jī)構(gòu)建單元通過氫鍵、π-π相互作用、范德華力、靜電作用等分子間作用力連接而成的晶態(tài)材料。HOFs材料可分為羧酸類HOFs、二氨基三嗪類HOFs、吡唑類HOFs、吡啶類HOFs、咪唑類HOFs、二元組分類HOFs以及其他,其中羧酸類HOFs、二氨基三嗪類HOFs研究最為廣泛。
HOFs膜是一類具有周期性結(jié)構(gòu)的新型多孔框架材料,無金屬特性賦予其良好的生物相容性和低細(xì)胞毒性,憑借其獨(dú)特優(yōu)勢,HOFs膜在氣體吸附與分離、藥物傳遞、質(zhì)子傳導(dǎo)、電極材料、熒光傳感、電致變色、有機(jī)結(jié)構(gòu)測定、環(huán)保和生物應(yīng)用等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。
HOFs膜是有機(jī)框架膜的一種,與其它有機(jī)框架膜如共價(jià)有機(jī)框架膜(COFs膜)、金屬-有機(jī)框架膜(MOFs膜)相比,HOFs膜具有合成條件溫和、結(jié)晶性高、易修復(fù)再生、溶劑加工性好等優(yōu)勢。經(jīng)過十余年發(fā)展與積累,我國HOFs膜研究取得巨大成就,但相比于MOFs膜和COFs膜,HOFs膜發(fā)展仍十分落后。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2022-2026年全球氫鍵有機(jī)框架膜(HOFs)行業(yè)深度市場調(diào)研及重點(diǎn)區(qū)域研究報(bào)告》顯示,HOFs膜優(yōu)勢較多,但由于氫鍵作用力弱、方向性差,HOFs膜材料發(fā)展受到極大限制,同時(shí)受制于合成技術(shù)難、合成成本高,目前我國HOFs膜尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,市場上的HOFs膜主要用于科學(xué)研究。
近年來,HOFs膜受到越來越多的企業(yè)和院校關(guān)注,在國內(nèi),包括福建師范大學(xué)、中國科學(xué)院、山西清潔碳研究院、天津大學(xué)等在內(nèi)的院校均有從事HOFs膜結(jié)構(gòu)的開發(fā)與功能應(yīng)用。隨著研究不斷深入,在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫、沸水等條件下仍能保持晶態(tài)結(jié)構(gòu)的HOFs膜逐漸被開發(fā)出來,同時(shí)未來隨著制造成本下降,HOFs膜在CO2分離與吸附領(lǐng)域的應(yīng)用將更加深入,進(jìn)而助力碳中和。
新思界行業(yè)分析人士表示,氫鍵有機(jī)框架膜是一種新型多孔框架材料,憑借其獨(dú)特結(jié)構(gòu)及性能,HOFs膜在氣體吸附與分離、藥物傳遞、熒光傳感、生物應(yīng)用等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景。但目前來看,受技術(shù)、成本限制,目前我國HOFs膜主要用于科研,其他領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。未來隨著研究不斷深入,以及生產(chǎn)成本下降,HOFs膜市場發(fā)展空間廣闊。