中國科學院大連化學物理研究所楊維慎研究員及其團隊在二維金屬有機骨架（2D MOF）分離膜的前沿研究領域取得了突破性進展。該成果為高性能分離膜材料的設計與制備提供了新的思路，有望在能源、環境和化工分離等關鍵領域產生深遠影響，彰顯了我國在材料科學基礎研究方面的創新實力。
金屬有機骨架材料因其高度有序的孔道結構、巨大的比表面積和可調變的化學性質，在氣體分離、液體滲透、催化等領域展現出巨大潛力。其中，二維MOF材料因其原子級厚度和面內規整納米孔道的獨特優勢，被視為構筑下一代高性能分離膜的理想基元。如何實現大面積、無缺陷且具有優異取向的二維MOF薄膜的可控制備，并精確調控其孔道微環境以實現高精度、高通量的分子篩分，一直是該領域面臨的核心挑戰。
楊維慎研究員團隊長期致力于膜分離科學與技術研究，此次他們針對上述挑戰，創新性地發展了一種全新的界面組裝與后合成修飾策略。研究團隊首先通過精準的液相界面自組裝技術，成功制備出大面積、連續且高度取向的二維MOF薄膜。該薄膜具有極佳的機械完整性和化學穩定性，為后續功能化奠定了堅實基礎。更為關鍵的是，團隊深入理解了二維MOF層間傳質通道與面內固有孔道的協同篩分機制，并在此基礎上，通過巧妙的分子工程手段，對MOF孔道的尺寸和化學性質進行了“精雕細琢”式的修飾。
這種精密的調控使得制備出的二維MOF分離膜在保持高滲透通量的其對特定分子的選擇性得到了數量級的提升。例如，在氫氣分離、二氧化碳捕獲、有機溶劑納濾等模型分離體系中，該膜表現出了超越現有同類材料的分離性能，部分指標甚至接近理論極限。這一進展不僅驗證了通過結構精準調控實現“擇形”與“擇性”分離的可行性，也為面向實際應用的高效膜過程設計提供了關鍵的材料平臺。
該研究成果已發表在材料科學領域的國際頂級學術期刊上，并得到了同行專家的高度評價。專家認為，這項工作從基礎科學原理到材料制備技術均體現了高度的原創性，是二維MOF膜領域的一項里程碑式進展。它成功地將納米材料的結構優勢轉化為宏觀器件的卓越性能，推動了分離膜材料從“經驗探索”向“理性設計”的跨越。
楊維慎研究員表示，團隊將繼續深化對二維MOF膜傳質機理的理解，探索其在水處理、生物醫藥分離等更廣闊場景中的應用，并致力于推動該高性能材料從實驗室走向產業化，為解決國家在能源、資源與環境領域的重大需求提供堅實的科技支撐。這一系列研究將持續鞏固我國在國際分離膜科學領域的領先地位。
