生物膜上的蛋白质通道通过调节电荷残基的分布来有条件地操纵离子传输,使得人造膜上的类似过程成为热点和挑战。
在这里,同济大学Cheng Li,Xiaowei Yang采用具有电荷可调亚纳米通道的金属有机框架(MOF)膜来选择性地控制离子传输。
文章要点
1)各种价离子与嵌入MOF空腔中的冠醚结合,充当带电客体来调节通道的电荷状态从负性到正性。与带负电的通道相比,带正电的通道明显增强了Li+/Mg2+的选择性,这得益于离子与通道之间静电斥力的增强。
2)理论计算表明,Mg2+需要通过带更多正电的通道进行传输,以克服比Li+更高的入口能垒。因此,这项工作为通过调节绝缘膜的电荷状态进行离子选择性传输提供了一种微妙的策略,这为海水淡化和盐湖提锂等应用铺平了道路。
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Jiang Li, et al, Charging Metal-Organic Framework Membranes by Incorporating Crown Ethers to Capture Cations for Ion Sieving, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309918
DOI: 10.1002/anie.202309918
https://doi.org/10.1002/anie.202309918