固态纳米通道(SSN)已成为控制纳米级离子传输的有前途的平台。SSN用途广泛，通过与多孔材料（如金属有机骨架(MOF)）结合，可以增强这一特性。通过选择特定的构建块和实验条件，可以获得不同的MOF架构，这可以影响通过纳米通道的离子传输特性。

在此，拉普拉塔国立大学Omar Azzaroni研究了Zr基UiO-66MOF的受限合成对单个子弹形聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米通道的离子传输特性的影响。

文章要点

1）研究发现MOF相中出现的纹理特性在控制通过纳米通道的离子传输方面起着决定性的作用。

2）研究人员证明，通过采用不同的合成方法，即反向扩散合成（其中MOF前体保持分离并被迫扩散通过纳米通道）和一锅合成（其中两种前体都放置在通道的两端），可以从离子电流饱和状态过渡到类似二极管的状态。

3）此外，通过考虑UiO-66MOF的电荷状态对质子化程度的依赖性，pH变化提供了一种机制来调节不同状态之间的离子电子输出（和选择性），包括阴离子驱动整流、阳离子驱动整流、离子电流饱和和欧姆行为。

4）采用泊松-能斯特-普朗克(PNP)模拟来合理化实验中观察到的不同方法改性膜的不同离子电子输出。研究结果展示了一种简单的工具来合成具有可调离子传输模式的基于MOF的SSN膜。

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Juan A. Allegretto, et al, Manipulating Ion Transport Regimes in Nanomembranes via a “Pore-in-Pore” Approach Enabled by the Synergy of Metal−Organic Frameworks and Solid-State Nanochannels, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c04435

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c04435