IF 20.3！通过探索多功能金属有机framework@LDH杂化物的协同作用，彻底改变环境和生物医学应用：基本原理、开创性

本文精选

在过去的十年中，金属有机框架 （MOF） 和层状双氢氧化物 （LDH） 的复合材料因其在环境修复和生物医学应用中的巨大潜力而成为多功能材料。这些混合材料结合了 MOF 和 LDH 的优势，具有广泛的表面积、丰富的电活性位点、互连的导电网络、分层排列和多孔结构。这些特性的协同作用有效地解决了 MOF 和 LDHs 的个体局限性，例如电导率差、电子转移效率低和自聚集，使它们成为科学探索的有希望的候选者。这篇综述全面概述了 MOF@LDH 杂化物的结构和内在特性，同时总结了各种制造路线和关键的表面改性策略。此外，还对这些复合材料相对于其单个成分的增强性能进行了全面比较。该讨论深入探讨了利用MOF@LDH复合材料作为环境应用潜在工具的最新突破，包括去除有害重金属，如铀、铬、铅、药物、杀虫剂和其他持久性污染物，以及它们在 CO 2 减排中的作用。还概述了对去除机制和动力学的详细见解。此外，该研究强调了MOF@LDH复合材料在生物传感、药物递送和生物医学领域的其他先进技术中的潜力。 随后，本文探讨了优化这些材料的挑战、未来发展前景和潜在途径，为这一动态领域的持续研究和创新奠定了基础。

创新点

1. MOF@LDH杂化物通过协同作用显著提升了表面积和电活性位点，为多功能材料设计开辟了新方向。

2. 复合材料克服了单一MOF和LDH的电导率低和自聚集问题，展示了优异的性能增强。

3. 表面改性策略的应用为定制化MOF@LDH的功能提供了创新手段。

4. 将MOF@LDH用于CO2减排和持久性污染物的去除，体现了其在环境领域的开创性潜力。

对科研工作的启发

1. 研究MOF@LDH的协同机制可为开发其他复合材料提供理论基础。

2. 探索新型表面改性技术有助于提升杂化材料的稳定性和应用效率。

3. 对去除机制和动力学的深入分析可指导更高效的环境修复材料的研发。

4. MOF@LDH在生物医学领域的成功应用激励科研人员探索更多跨学科结合的可能性。

思路延伸

1. 可以进一步研究MOF@LDH在极端环境下的性能，如高温或强酸碱条件。

2. 将人工智能引入MOF@LDH的设计中，以优化其结构和功能。

3. 探索MOF@LDH与其他纳米材料的复合，开发下一代多功能平台。

4. 研究其在能源存储与转换领域的潜力，如电池或超级电容器。

5. 开发绿色合成路线，降低MOF@LDH制备过程中的环境负荷。

生物医学领域的应用

1. MOF@LDH可用作高灵敏度的生物传感器，检测疾病相关生物标志物。

2. 其多孔结构使其成为药物递送系统的理想载体，实现靶向释放。

3. 复合材料可用于组织工程，构建具有生物相容性的支架材料。

4. MOF@LDH在抗菌材料开发中具有潜力，可用于感染控制。

5. 其电活性特性可应用于神经刺激或生物电信号检测。

6. 通过改性，MOF@LDH可用于癌症治疗中的光热疗法或化疗药物递送。

Revolutionizing environmental and biomedical applications by exploring the synergy of multifunctional metal-organic framework@LDH hybrids: Fundamentals, pioneering developments and perspectives

Coord. Chem. Rev.（IF 20.3）

Pub Date  : 2025-03-14

DOI : 10.1016/j.ccr.2025.216613

Bagmita Das, Saptarshi Roy, Md Ahmaruzzaman

入群交流

围绕二维材料Frontier研究方向，建有“学术交流群”