三年7篇NS正刊！華南理工大學電子顯微中心再發Nature

7月15日，華南理工大學電子顯微中心/前沿軟物質學院韓宇教授團隊與香港科技大學（廣州）助理教授周勝團隊合作完成的氣體分離膜研究成果在Nature發表，清華大學、沙特阿卜杜拉國王科技大學等單位共同參與該工作。

電子顯微中心博士研究生賈茜霖

為論文共同第一作者

韓宇教授為共同通訊作者

華南理工大學為通訊單位之一

合作者周勝于2016年獲

華南理工大學化學（創新班）學士學位

2018年獲

華南理工大學化學工程碩士學位。

值得一提的是，這是華南理工大學電子顯微中心過去三年內在Nature或Science正刊發表的第7篇成果。此外，中心還在Nature Physics、Nature Catalysis、Nature Water等 Nature系列子刊發表多篇論文，展示了高端電鏡平臺在基礎科學研究中的重要引領作用和支撐能力。

論文截圖

該工作中，周勝團隊提出了“準純MOF膜”新概念：通過將MOF晶體二維化為取向納米片，并利用分子錨定劑將聚合物鏈動態固定在MOF表面，構筑出MOF體積分數超過90%的準純MOF膜。該策略突破了傳統混合基質膜中MOF填料含量受限、界面缺陷和規模化制備困難等瓶頸，使膜材料的氣體分離性能接近純 MOF 膜的本征水平。研究中，ZIF-67、CALF-20和CuBDC 等代表性MOF均被成功制備為準純膜，并應用于丙烯/丙烷、乙烯/乙烷、二氧化碳捕集和氫氣純化等重要氣體分離過程。其中，取向 ZIF-67膜在丙烯/丙烷分離中實現了約160 barrer 的丙烯滲透率和約100的混合氣選擇性，并完成了長20米、寬20厘米的連續卷對卷制備，展現出重要的產業化應用前景。

電子顯微中心團隊利用低劑量高分辨掃描透射電子顯微技術，為多種用于成膜的MOF納米片提供了直觀、可靠的微觀結構證據。獲得的圖像直接揭示了 [110] 投影ZIF-67納米片中交替排列的四元環和六元環結構、[100] 投影ZIF-67 納米片的四元環孔口，以及CuBDC納米片的方形網格結構和一維孔道入口（圖一）。這些原子/近原子尺度證據證明了MOF納米片的高結晶性、取向性及孔口暴露方式，為理解其后續有序堆疊、孔道取向和氣體篩分性能提供了關鍵結構基礎。該工作充分體現了華南理工電子顯微中心在電子束敏晶態多孔材料低劑量成像方面的特色能力。

低劑量電子顯微表征揭示“準純 MOF 膜”構筑基元的有序埃米孔道結構：(a) [100]取向ZIF-67納米片；（b）[110]取向ZIF-67納米片。

成立三年來，電子顯微中心在科研項目與人才建設方面取得顯著成效：累計獲批國家自然科學基金重點項目、面上項目等國家級科研項目4項，承擔廣東省及廣州市重大團隊項目4項；引育國家級青年人才項目獲得者5人。

同時，中心積極服務國家重大戰略與區域經濟社會發展，與廣汽集團等新質生產力代表性企業深入合作，持續為企業提供關鍵微結構表征技術支撐，助力產業高質量發展。

作者簡介

賈茜霖

論文共同第一作者

華南理工大學2024級博士研究生，師從韓宇教授，在華南理工大學電子顯微中心和前沿軟物質學院開展科研工作。研究方向為先進電子顯微成像技術及其在電子束敏感晶態化學材料高分辨電子顯微成像中的應用，致力于發展低劑量電子顯微技術，實現電子束敏感材料的原子尺度結構解析。

韓 宇

論文共同通訊作者

華南理工大學電子顯微中心主任，華南理工大學前沿軟物質學院教授。主要從事多孔材料的合成與應用（催化、分離、水處理），以及電子束敏感材料的高分辨電子顯微成像方面的研究，是超低劑量電子顯微成像技術的聯合發明人。發表學術論文400余篇，其中包括權威期刊如Nature、Science、Nature Nanotechnology、Nature Chemistry、Nature Materials等，總引用次數超過60,000，H-index大于130。

論文鏈接

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10655-9

黨委宣傳部（融媒體中心）

信息來源：電子顯微中心

微信排版：鮑恩

初審：冀早早

復審：盧慶雷

終審：夏正林

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郵箱：hgxcb@scut.edu.cn

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