Manipulating Ion Transport Regimes in Nanomembranes via a “Pore-in-Pore” Approach Enabled by the Synergy of Metal–Organic Frameworks and Solid-State Nanochannels

材料科学 金属有机骨架 纳米技术 化学物理 离子键合 离子 离子运输机 质子化 化学工程 化学 有机化学 吸附 物理化学 生物化学 工程类
作者
Juan A. Allegretto,Gregorio Laucirica,Angel L. Huamani,Michael F. Wagner,Alberto G. Albesa,María Eugenia Toimil‐Molares,Matías Rafti,Waldemar A. Marmisollé,Omar Azzaroni
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (28): 18572-18583 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c04435
摘要

Solid-state nanochannels (SSNs) have emerged as promising platforms for controlling ionic transport at the nanoscale. SSNs are highly versatile, and this feature can be enhanced through their combination with porous materials such as Metal-Organic Frameworks (MOF). By selection of specific building blocks and experimental conditions, different MOF architectures can be obtained, and this can influence the ionic transport properties through the nanochannel. Herein, we study the effects of confined synthesis of Zr-based UiO-66 MOF on the ion transport properties of single bullet-shaped poly(ethylene terephthalate) (PET) nanochannels. We have found that emerging textural properties from the MOF phase play a determinant role in controlling ionic transport through the nanochannel. We demonstrate that a transition from ion current saturation regimes to diode-like regimes can be obtained by employing different synthetic approaches, namely, counterdiffusion synthesis, where MOF precursors are kept separate and forced to diffuse through the nanochannel, and one-pot synthesis, where both precursors are placed at both ends of the channel. Also, by considering the dependence of the charge state of the UiO-66 MOF on the protonation degree, pH changes offered a mechanism to tune the iontronic output (and selectivity) among different regimes, including anion-driven rectification, cation-driven rectification, ion current saturation, and ohmic behavior. Furthermore, Poisson-Nernst-Planck (PNP) simulations were employed to rationalize the different iontronic outputs observed experimentally for membranes modified by different methods. Our results demonstrate a straightforward tool to synthesize MOF-based SSN membranes with tunable ion transport regimes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小汪快跑完成签到 ,获得积分10
刚刚
S.S.N完成签到 ,获得积分10
刚刚
汉堡包应助CL采纳,获得10
1秒前
蝈蝈完成签到,获得积分10
1秒前
我是你爹完成签到,获得积分10
3秒前
小青椒应助harlind采纳,获得100
3秒前
马里奥完成签到,获得积分10
5秒前
健壮熊猫发布了新的文献求助10
5秒前
坐宝马吃地瓜完成签到 ,获得积分10
8秒前
爱上学的小金完成签到 ,获得积分10
9秒前
Eileen完成签到 ,获得积分0
9秒前
9秒前
我是老大应助拓跋涵易采纳,获得10
9秒前
老高完成签到 ,获得积分10
10秒前
ly1完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
louyu完成签到 ,获得积分0
12秒前
积极从蕾完成签到,获得积分0
12秒前
33ovo完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
CL发布了新的文献求助10
15秒前
冰旋完成签到,获得积分10
16秒前
YONG完成签到,获得积分10
18秒前
qqqq_8发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI2S应助健壮熊猫采纳,获得10
19秒前
小白完成签到,获得积分10
19秒前
莫非完成签到,获得积分10
19秒前
YONG完成签到,获得积分10
20秒前
充电宝应助ZHOU采纳,获得10
20秒前
无望完成签到,获得积分10
21秒前
本本发布了新的文献求助30
21秒前
22秒前
xia完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
今天晚上早点睡完成签到 ,获得积分10
23秒前
hah完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
25秒前
邓洁宜完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Peptide Synthesis_Methods and Protocols 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5603567
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688515
关于积分的说明 14854346
捐赠科研通 4693603
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2540859
邀请新用户注册赠送积分活动 1507072
关于科研通互助平台的介绍 1471806