谁说赢得诺贝尔化学奖的MOF（金属有机框架）"不消"？

这种几十年前被嫌弃"独一表面但衰退骨子应用"的新材料，前脚刚赢得诺奖招供，后脚就被作念成芯片！

（诺奖组委会这前瞻性 666）

这即是莫纳什大学的科学家们刚刚发布的最新效果——用 MOF 制造超迷你的流体芯片。

不同于传统芯片，不仅不错完成成例计较，还能记着之前的电压变化，变成访佛大脑神经元的短期挂牵。

正如作家所说，也许这将是新一代计较机的标准：

若是咱们能够绸缪出像 MOF 这么独一几纳米厚的功能性材料，咱们就不错制造出先进的流体芯片，以补充致使克服现在电子芯片的一些局限性。

具有"类脑"挂牵通路的纳米流体芯片

纳米拘谨要求下的离子选择性传输正在生物机制仿真、离子分离、离子电子器件等方面展现出后劲，但由于难以制备高精度纳米通说念器件，要念念罢了可调非线性的离子输送其实终点贫瘠。

而用MOF材料制作出的纳米流体芯片则惩办了这少许。

MOF 自身具备明确的通说念结构，况且适配多种化学身分，不错在分子和离子传输历程中完成原子级精度调遣。

商榷东说念主员基于此，构建了一种分层纳米流体晶体管器件h-MOFNT。

该器件当先通过在团聚物单纳米通说念（NC）中拼装分层 Zr-MOF-SO ₃ H 晶体，制备了具有多个异质结的分层 MOF 基纳米流控器件。

具体来说，即是将具有一个枪弹花样的纳米通说念，即氨基修饰PET NC薄膜，夹在两个细胞之间，面向顶端的细胞填充配体水溶液，而另一个细胞则抛弃金属前体水溶液。

当金属前体和配体分子在 PET NC 内相见，就会变成核，并在顶端侧进一步团聚成 MOF 晶体。

于是 h-MOFNT 将包含有两种类型的非均质通说念结：

一维 ( 1D ) 异质结：

直径为 100 纳米，位于聚对苯二甲酸乙二醇酯   ( PET )   纳米孔   ( PET NC )   和 MOF 密集相之间。

三维 ( 3D ) 的 MOF 相里面结：

由不同采集类型（9 采集、12 采集）的 Zr – O 簇构件相连，通过硫代对苯二甲酸   ( H ₂ BDC-SO ₃ H )   给以通说念名义功能化，变成次级通说念。

然后商榷东说念主员将 h-MOFNT 抛弃在不同电压偏置下的 0.1 M 氯化物金属离子溶液中进行电流 - 电压   ( I – V )   测试，不雅察离子（尤其是质子）在该器件中的传输特质。

其中，在 HCl 溶液中，低电压（0 至 0.2V）时电流快速增多，在中间范围（0.3 至 0.8V）时甩掉增多，在高电压（0.9 至 2V）时达到弥散电活水平，电流增长放缓。

不同于常见的二极管式（rectifying）整流手脚，该器件合座呈现出访佛三极管的非线性质子传输特质，换言之，讲解此时质子的传输不是浅近的线性随电压增多，而是在一定区间内被"阈控"或"门控"。

而在对其进行漂移扩散履行后，说明 HCl 和 KCl 的阳离子鬈曲数辞别为 0.86 和 0.81，讲解该特质主要来自于质子和K+ 离子的非线性电阻开关手脚。

随后商榷东说念主员商榷了浓度对其传输情况的影响，进一步讲解注解了 h-MOFNT 对证子的多数非线性传输特质。

讹诈这一性质，商榷东说念主员用五个 h-MOFNT 通过并行编程构建了一个袖珍流体电路，履行发现跟着并联的 h-MOFNT 数目从单个到五个次序增多，产生了一系列非线性 I-V 弧线，模拟了通过增多门控电压罢了电子 FET 的输出电流特质。

同期当 h-MOFNT 扫描环路电压时，推崇出较着的滞后环路效应，并挤压滞后环路，扫描速度下落，标明非线性质子传输对电压扫描频率存在依赖性。

在对两个扫描电压示波器进行违抗的扫描端正时，举例从 -2V 到 2V，再扫描回 -2V，h-MOFNT 推崇出换取的流体忆阻和学习特质，即在一定要求下，器件能够记着曩昔电压现象。

原因是因为在 MOF 分层相中，里面电势对证子在施加电压后会进行反向传输，当电压处于 -2V 到 0V 时，由于质子跨相传导，将飞快产生局部电势 Δ E，在级性鬈曲后，Δ E 也会短技巧保捏高水平再逐步衰减。

残余 Δ E 将在 0V 到 +2V 时，不息施加换取场所的质子传输，并逐步产生反向局部电位 Δ E ′，在 +2V 到 0V 时，Δ E 照旧都备隐藏，此时质子传输受到 Δ E ′影响，电流恒久处于较低现象，在 0V 到 -2V 时，受剩下的 Δ E ′和负电压重叠影响，再次建立起访佛于 0V 到 +2V 的 Δ E。

这种建立下来的 Δ E 和 Δ E ′休止约 10 秒，并不错通过高压扫描频率增强这种流体离子挂牵，讲解注解了该纳米流体晶体管具备短期挂牵特质和仿生可塑性学习容颜。

因此基于单晶胞或多晶胞厚度 MOF 的编程流体芯片是可行的，其在液态系统中体现出的开关、挂牵等功能，都呈现出类电子器件的替代效果。

在将来好像只消通过合理绸缪异构拘谨系统，就能够罢了基于液体的信息存储致使类脑计较。

"不消"的 MOF

而在此之前，MOF 一直被多数以为是"不消"的。

即使是诺奖颁布本日，组委会在解释颁发事理时，用词也终点委婉：

MOF 后劲庞杂，不错为一些新功能的定制材料提供前所未有的契机。

原因无他，MOF 在表面和应用之间出现较着脱节。

在本年化学奖得主，亦然 MOF 创造者——北川进、理查德 · 罗布森和奥马尔 · M · 亚吉提议这一材料后，MOF 一度被视作出论文的"神奇机器"，竟然任何鸿沟都能往里塞一个 MOF：

氢气、甲烷储存

CO ₂ 捕集

电板电极、超等电容

传感、光电器件

……

关系论文数目一度高达10 万篇，但委果罢了工业化应用的历历。

主要如故因为 MOF 结构褂讪性差，许多 MOF 在水或空气中就会剖释，况且合成历程复杂、资本起劲，批量坐褥也难以保管结构一致性。

是以即使履行室中 MOF 推崇优异，但在骨子落地中却往往让东说念主大失所望。

但今天 MOF 芯片的出现，反向也讲解注解了该不雅点有失偏颇：MOF 可能并不是"不消"，而是还莫得找到委果适用的场景。

参考一语气：

[ 1 ] https://x.com/Dr_Singularity/status/1977133218512896270

[ 2 ] https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw7882

[ 3 ] https://phys.org/news/2025-10-scientists-nanofluidic-chip-brain-memory.html

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—  完  —

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