金沙贵宾厅-优惠大厅坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院金沙贵宾厅-优惠大厅为依托... 更多简介 +
近日，稳态强磁场实验装置（SHMFF）用户金沙贵宾厅-优惠大厅王俊峰课题组在矿化蛋白调控晶体界面研究机制的基础上，依托SHMFF，成功开发了多层级生物型金属-有机框架（Bio-MOFs）材料，大幅提升MOF材料在电磁波高效吸收的效率，相关成果发表在国际期刊Small上。
吸波材料是指具备吸收和抑制电磁波传播、减少或消除反射的电磁波能量的材料。高性能的电磁波吸收材料在通信、医疗、军工等多个领域具有广泛的应用前景。金属-有机框架（MOFs）由于其可调结构、高孔隙率和大比表面积而被认为是优秀的电磁波吸收材料前体之一。通常，MOF衍生的吸波材料具备卓越的电导率、优异的磁性、足够的缺陷位和界面结构，从而在阻抗匹配和微波损耗方面表现出独特的优势。然而，要实现对广泛频率范围内的电磁波的高效吸收，必须在保持轻便和灵活性的同时解决多个问题。为了有效克服这些困难，需要采用一种新颖的策略，既能够弥补MOFs的不足，又能够充分发挥其独特性能。
在本研究中，基于我们之前的仿生矿化合成研究成果（ACS Applied Materials & Interfaces, 12(51): 56701-56711(2020)； PNAS，119(45): e2211228119(2022)； Chemical Engineering Journal 454: 140440(2023)；ACS Applied Energy Materials 5: 10254−10263(2022)），研究团队以生物矿化BSA蛋白模板为基础，成功调控了铁基MOF材料（Mil-100）的晶体结构，最终制备了一种独特的生物型MOF材料（BSA@Mil-100），具有多层次、纳米到微米级的高效自组装结构。与传统的Mil-100相比，BSA@Mil-100展现出显著改善的微波吸收性能。研究结果表明，在8.85 GHz频率下，BSA@Mil-100实现了-58 dB的显著增强微波吸收性能，并具备6.79 GHz的带宽。借助SHMFF实验条件测试表明，BSA作为模板封装在Mil-100中，通过改善阻抗匹配、磁性损耗和介电损耗等方面，显著提升了微波吸收性能。此外，本研究还揭示了矿化蛋白BSA在调控MOF晶体形成中的作用，我们还合成了以明胶和糖为模板的Mil-100样品作为对照。研究结果表明BSA矿化蛋白通过特异性识别金属离子形成特殊矿化位点，是合成MOFs的理想模板，通过原位包袱可以精确调控MOF的微观结构，确保单颗粒的均一性以及高效的自组装。这项工作将为开发高性能的新型Bio-MOF材料提供重要思路。
金沙贵宾厅-优惠大厅博士后Sajid ur Rehman、健康所博士后许帅、金沙贵宾厅-优惠大厅博士研究生李泽华为该论文的共同第一作者，金沙贵宾厅-优惠大厅王俊峰研究员和马坤副研究员为共同通讯作者。
论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202306466
图注. 通过对Bio-MOF材料的雷达截面（RCS）吸收性能的模拟分析，解释了蛋白质原位包覆后如何影响MOF材料电磁性能的机制。
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