在过去的二十年中，金属有机框架(MOFs)由于其具有极高的比表面积、多样的结构和可调的孔径，极大地促进了纳米和多孔材料的发展。迄今为止，已经开发出了许多具有不同有机配体和金属离子的MOFs，并应用于各个领域，如：重金属离子吸附分离，气体存储，分离，抗菌，能量存储，催化，水收集和药物传递。然而，以往的研究大多以粉末形式进行，这极大地限制了它们的实际应用领域。纺织品由于具有柔软灵活、可再生、易加工等特点，在日常生活中被广泛应用，如：服装、家用纺织品、工业纺织品、医疗纺织品等。但是，当暴露在恶劣的环境条件下时，如：强烈的紫外线、有毒化学物质、细菌等，传统织物就不能够起到很好的防护作用。如果将MOFs材料结合至柔性纺织品上可以赋予普通织物更多特殊防护性能。因此，通过一种简单易操作、成本低廉的方法在纤维表面原位生长形貌规整、致密、负载量大且牢度优异的MOFs涂层，依旧是一个很大的挑战。

图文摘要

本文要点：

  (1) 以间氨基苯甲酸为前体通过重氮自由基聚合法接枝改性棉织物，成功在棉纤维上引入羧基芳香聚合物链，为后续金属离子的固着提供了丰富的活性位点；然后通过层层自组装在纤维表面生长CuBTC晶体，制得MOF@织物。

  (2) 疏水化后MOF@织物对水接触角为168.4 ± 1.6°，滚动角为1.8 ± 0.2°，粘附力低至16.17 μN，同时表现出良好的酸、碱稳定性；由于其超疏水性能，其耐水解稳定性得到了很大提升，可以经受在30 ℃的水中浸泡120 h，而未经疏水化改性MOF@织物表面的MOF晶体颗粒在30 ℃下浸泡6 h即完全水解。

  (3) 制备得到的超疏水MOF@织物表现出优异的自清洁、抗污、自修复、抗紫外线和抗结冰性能，还可以实现对天然抗菌剂精油的负载，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都表现出优异的抗菌性能。

  本研究通过重氮自由基聚合法对纤维素纤维进行羧基化预处理，成功在纤维表面形成均匀致密的正八面体CuBTC晶体涂层，再经1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)和三乙氧基辛基硅烷(TEOS)处理，得到超疏水CuBTC@织物(SMCF)，大大提高了其水稳定性，扩展了超疏水Cu-BTC的潜在应用性能。同时制备得到的MCF比表面积增大至229 m²/g，是原织物(21 m²/g)的11倍。综上所述，制备得到的MOF@织物结合了织物柔软易加工的特点和MOFs具有超大孔隙率和比表面积的优点，使其在自清洁、抗污、抗紫外线、抗结冰以及精油包覆领域具有广阔的应用前景。重氮自由基共价接枝改性羧基化纤维的方法对于制备其它MOF@织物及拓展纺织品多功能应用具有一定的借鉴意义。

  相关成果以题为In Situ Growth of a Stable Metal–Organic Framework (MOF) on Flexible Fabric via a Layer-by-Layer Strategy for Versatile Applications的论文发表在ACS Nano上。其中论文的第一作者为苏州大学纺织与服装工程学院博士生李武龙，通讯作者为苏州大学李战雄教授，新加坡国立大学Tan Swee Ching教授。该工作得到了国家自然科学基金（No. 51673137），江苏省研究生科研与实践创新计划项目（No. KYCX20-2665），中国国家留学基金委 （CSC, 202106920042）和江苏省高等学校重点学术项目建设的支持。

  原文链接：

  Wulong Li, Yaoxin Zhang, Zhen Yu, Tianxue Zhu, Kexin Liu, Zhanxiong Li*, Swee Ching Tan*. In Situ Growth of a Stable Metal–Organic Framework (MOF) on Flexible Fabric via a Layer-by-Layer Strategy for Versatile Applications, ACS Nano, 2022.

  https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05624