吸水/脱水性材料在相关产业领域潜藏着巨大的经济价值,能够运用到开发既响应快速又易于活化再生的高效荧光湿度探针,以及节能的富集水技术。但该技术的转化具有很大的挑战性,因为空气中水分子的浓度较低(p0 = 3.17 kPa,298 K)且水的极性很强,而现有的技术主要是通过分子结构设计来调节吸/脱水性能,该方法虽然有效,但是缺点是成本较高且目标分子的性能往往难以精确预测。

图1.共晶策略调控HOF材料吸/脱水能力的示意图
基于上述情况,五邑银河galaxy娱乐游戏中心陈玲/叶嘉文老师在前期荧光湿度探针研究的基础上,设计了两例“结构相似、性能相反”的氢键有机框架(HOF),避免了复杂的分子设计和合成过程,采用共晶方法来改变两者组分的比例调控其吸/脱水性能,得到的共晶材料表现出“1 +1 > 2”的协同效应(图1)。得益于这一策略,这类湿度传感器体现了明显的优势,包括实时检测(“秒级”响应/恢复)、二维检测等,并且可以在较宽的范围(相对湿度10.0-80.0%)内实现高效湿度传感。
相关成果以“Beyond Molecular Design: Cocrystallization in Hydrogen‐Bonded Organic Frameworks for Energy‐Conserving Dehydration and Real‐Time Luminescent Humidity Detection”为题发表于Aggregate期刊。论文第一单位为五邑银河galaxy娱乐游戏中心环境与化学工程学院,第一作者为五邑银河galaxy娱乐游戏中心硕士生孙文珠,通讯作者为陈玲讲师、叶嘉文副教授。本研究得到了国家自然科学基金、江门市五邑银河galaxy娱乐游戏中心合成化学与清洁生产重点实验室、生物无机与合成化学教育部重点实验室的大力支持。