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浙大杭州国际科创中心
推动MOF材料产业化

  本报讯(首席记者 周珂 通讯员 孔晓睿)近日,瑞典皇家科学院公布了2025年诺贝尔化学奖的最终归属,日本京都大学Susumu Kitagawa教授、澳大利亚墨尔本大学Richard Robson教授、加州大学伯克利分校Omar M. Yaghi教授因MOF材料——“金属有机框架的发展”而获奖。

  全球有几万个研究组投身这一领域,已开发出成千上万种MOF。瑞典皇家科学院指出,三位获奖者的发现“为人类应对21世纪的重大科学与环境挑战提供了新的工具”。

  什么是MOF?用通俗的话来解释,它是一种用金属和有机分子共同搭建的“房间”,不仅“房间”大小可以精确设计,从原子尺度到几十纳米,连“房间”内的环境“装修”也能根据需求量身定制——当这些“房间”连成一片、形成孔道,就能实现各种各样的应用。比如,几克材料的内部表面积相当于一个足球场,能从沙漠空气中“榨”出水,可从空气中捕获二氧化碳……这就是MOF材料的神奇之处。

  在浙江大学杭州国际科创中心(简称科创中心),未来产业技术研究院张漩研究员团队深耕MOF生产及其应用,紧密围绕MOF大规模制备、MOF器件化技术、MOF商业应用三方面展开研究近10年。

  张漩的科研生涯始终与“多孔材料”紧密相连。从兰州大学到比利时荷语鲁汶大学,再到回国任教,他在多孔材料领域积累了深厚功底。然而,讲台与实验室间的割裂感让他日益清醒:“高校科研的成就感多停留在论文层面,许多技术卡在实验室阶段,永远看不到产业化。”

  正是这种对现实局限的清醒认知,推动他开始思考:能否凭借MOF材料独特的空隙结构、规则孔径与高比表面积等优势,推动其在产业中落地?2021年加入科创中心后,张漩迅速锚定方向,带领团队密集走访储能企业,系统梳理产业链中存在的“卡脖子”难题。

  在技术创新方面,团队率先突破了MOF材料规模化制备瓶颈,开发出绿色、低能耗且连续稳定的合成工艺,实现多款MOF材料的百吨级年产能,成功打破国际垄断。就此,团队让MOF材料完成了从“克”级样品到“吨”级产品的跨越,推动其从“贵族材料”转向“工业原料”,为大规模商业化清除了关键障碍。

  2022年以来,张漩依托科创中心先后成立浙江汶纳新材料与杭州维桢新材料,持续推进MOF材料的制备与应用拓展。目前,团队凭借低成本的规模化MOF制备技术,将材料应用延伸至新能源、医疗、气体分离、二氧化碳捕集以及大气集水等多个领域,逐步构建起以多孔材料为核心、覆盖制备到应用的专利布局,为MOF技术的商业化打开了更广阔的可能性。

  围绕技术和产品开发,目前汶纳新材料已成功获得8项技术专利,并且还有超过20项专利正在申请中。

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