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制冷所在Advanced Materials期刊发表交叉学科国际合作研究成果

近日,制冷所吴静怡教授、杨光副教授与德国慕尼黑工业大学合作,在Advanced Materials期刊上发表题为”In-situ tracking of wetting front transient heat release on a surface-mounted metal-organic framework”的研究论文,提出了基于毛细流体自驱动的金属-有机框架化合物薄膜热信号追踪方法和传感器件。论文被选为当期的Frontispiece进行亮点报道。论文的第一作者是李伟金博士和杨光副教授,通讯作者是杨光副教授和R. A. Fischer教授。吴静怡教授对该工作做出了指导和建议。


基于毛细流体驱动的MOF热信号测试装置及瞬态热图像


该研究将普通打印纸作为基底,通过组装亲水性金属-有机框架化合物薄膜,实现了纤维素基多孔材料毛细吸液能力十倍以上的增强。实验证明在纳米孔尺度的毛细流动现象仍遵循经典的Washburn方程(芯吸距离与时间的0.5次方成正比)。在此基础上,提出了一种可以对多孔材料中毛细润湿前缘的瞬态放热量进行原位追踪的便捷方法。由于材料表面的超润湿性以及主客体相互作用,水溶液在试纸中的润湿前缘放热温升可达10℃以上。


基于该理论和方法,可集成一种新型传感系统。仅利用温差信号,便可实现痕量水分或溶液组分的快速、高敏感、低成本、便携式的检测。该研究将在工业(如燃油中的微量水、制冷剂中的润滑油、化学试剂纯度检测)、食品(如饮料成分、酒精含量检测)、生物医药(尿糖、血糖、尿素浓度检测)等领域有广阔的应用前景。该研究工作得到了国家自然科学基金(51906142)和上海浦江人才计划(19PJ1405600))的资助。

论文链接: https://doi.org/10.1002/adma.202006980




Advanced Materials是材料科学领域的国际领先学术杂志之一,由Wiley出版社发行, 2020年影响因子为27.398。


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