镧系发光金属有机框架(LnMOF)材料是金属有机框架(MOF)材料中的重要一类，它充分结合了镧系金属离子优异的发光性能和MOF多样的结构特性，广泛应用于传感、光学防伪等领域，促进了固体发光材料的发展。LnMOF材料复杂的多尺度集成在大规模光学平台的构建中是必不可少的，但往往受到其粉末状性质和传统加工技术的限制。纳米材料和3D打印(即增材制造)技术的结合可以制造出多尺度复杂的功能性结构，尽管目前研究人员针对MOF的组装开展了大量的研究工作，如何实现LnMOF材料的宏观与可控组装仍是一个挑战。

  基于此，武培怡教授团队报道了一种通过对3D打印结构后处理的简便方法，实现了LnMOF材料的可控3D组装。3D打印的墨水是由有机配体与流变改性剂海藻酸钠组成的，配体与海藻酸钠间的多重氢键相互作用使得墨水具有可调的流变性能以及合适的粘弹性，3D打印出的结构呈现亚毫米级的分辨率和高形状保真度。随后，将含有机配体的3D打印结构浸泡在相应的镧系金属离子溶液中，LnMOF可以快速地原位生长，从而形成宏观的组装体。浸泡的过程同时实现了镧系离子与配体的配位以及与海藻酸钠的螯合，在原位生成LnMOF的同时增强了3D组装体的力学性能。此外，通过调控浸泡的镧系金属离子种类以及配比，能够轻松实现可调色发光；通过3D结构设计，能对发光色进行编程，在检测、光学防伪等领域具有潜在应用。

图1. 3D打印LnMOF材料的流程示意图以及打印出的具有亚毫米级分辨率和高形状保真度的结构(scale bar: 5 mm)。

图2. 通过浸泡不同比例的镧系金属离子(Eu³⁺和Tb³⁺)，实现可调色发光(scale bar: 1cm)。

  相关工作近期以“Controlled Assembly of Luminescent Lanthanide-Organic Frameworks via Post-Treatment of 3D-Printed Objects”为题发表在国内重要期刊《Nano-Micro Letters》上。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目(51733003)的资助和支持。文章第一作者是复旦大学博士生黄佳惠，通讯作者为武培怡教授。

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