近日，中國科大蘇州高研院張振教授團隊在Advanced Materials上發表了題為“2D Conjugated Metal-Organic Framework-Based Composite Membranes for Nanofluidic Ionic Photoelectric Conversion”的研究論文。
 

　　視網膜作為生物眼睛最重要的組成部分，支持對復雜現實環境的豐富感知和識別。構建模擬視網膜基本功能的仿生光電轉換設備，在視覺假體和仿生機器人中具有重要意義。到目前為止，基于電子傳輸的人工光電轉換設備已經取得了很大的進展，然而，其不利于與生命系統友好的人機交互，因為在生命系統中，離子的傳輸行為用于表達生物信號。因此，發展基于離子傳輸的光電轉換系統已成為必然趨勢。
 

　　最近，研究人員探索了由具有半導體性質的光激發納米片重堆疊組成的二維膜，這些膜通過創建相互連接的層間納米流體通道，構建新型離子光電轉換系統。然而，目前的膜材料由于通常具有混合的微觀結構而不能有效地產生載流子，或者由于層間距大，使得電荷通過π-π堆疊的傳輸路徑受阻，傳輸效率較低。
 

　　二維共軛金屬有機框架材料具有通過價鍵傳輸、擴展共軛傳輸、通過空間傳輸的多種電荷傳輸方式，可以實現高效率的載流子產生和轉移，有望解決上述問題。因此，本研究提出了基于共軛金屬有機框架材料的復合膜，并將其用于納米流體光電轉換，實現了超快的光電響應及16 nA的光電流，并基于此成功地實現了離子泵功能。這項工作證明了共軛金屬有機框架材料在離子基光電轉換中的巨大前景，并為擴展光敏金屬有機框架材料的應用提供了靈感。
 

圖：二維共軛金屬有機框架材料中電荷傳輸途徑示意圖及復合膜的光電轉換應用
 

　　中國科學技術大學張振教授為該論文的通訊作者，中國科學技術大學納米科學技術學院2024級博士研究生姜昕言為該論文的第一作者。