俄勒冈州立大学研发新型MOF材料,为绿色照明显示技术带来新希望
2025-09-06 15:52
来源:俄勒冈州立大学
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俄勒冈州立大学的科学家在节能环保的照明和显示技术领域取得重大突破。相关研究围绕金属有机骨架(MOF)结晶多孔材料展开,有望终结对稀土金属的依赖,相关成果发表于《自然通讯》杂志。

当前,显示器和照明作为全球能源消耗与温室气体排放的重要源头,其支撑技术所依赖的铕、铽等稀土金属,不仅价格高昂,开采和加工过程还对环境危害极大。

MOF材料由带正电的金属离子与有机“连接”分子构成,具备纳米级孔隙和可调节的结构特性。在此次研究中,俄勒冈州立大学科学学院化学副教授Kyriakos Stylianou与研究生Kyle Smith、Ankit Yadav共同开发出一种新型MOF结构,将两种多孔晶体结合以增强光发射。其中,“MOF-on-MOF”(将晶体像积木一样堆叠)的方法,使发光效率达到传统MOF的四倍。

Stylianou称,通过控制组件相互作用,可减少限制材料亮度的能量损失,未来LED能在耗电更少的情况下产生相同光量。他指出,美国照明和显示系统每年消耗约2130亿千瓦时电力,占全球二氧化碳排放量的13%,主要因80%发电量来自化石燃料燃烧。

用新型、更具可持续性的MOF结构取代照明和显示系统中的稀土基组件,可降低生产成本、生态影响和能源消耗,还能为受地缘政治影响的全球供应链元素提供替代方案。Stylianou表示,新型MOF在经济、环境和气候影响方面潜力巨大,有望满足社会对先进、高效荧光材料的迫切需求 。

更多信息: Kyle T. Smith 等人,通过异质结构揭示金属有机骨架中的能量转移途径,《自然通讯》(2025)。

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