金属-有机骨架(MOF)是一种具有可调化学性质和结构性质的杂化多孔晶体网络。然而，由于其难以成形的粉末形态，其优异的潜力在实际应用中受到了限制，这使得将MOF组装成具有机械完整性的宏观复合材料具有挑战性。虽然粘结剂基质可以实现混合材料，但这种材料的MOF含量有限，因此功能也有限。

近日，皇家理工学院Lars Wågberg，Weiqian Tian，Jowan Rostami提出了一种通用的策略来制备90 wt%纳米MOF负载量的气凝胶，只使用10 wt%的高纵横比阳离子纤维素纳米纤维(CNF)作为高效的纳米级构建块，使协同互连网络中具有强大的界面粘附性。

文章要点

1）这一策略提供了一种简单的水基制备过程，从而获得了各向异性有序、机械性能坚固且湿态稳定的MOF气凝胶。由此产生的气凝胶使MOF的固有特性得到充分利用，具有出色的物理吸附气体和净化水能力。

2）有趣的是，这种机械上坚固而灵活的碳纳米纤维网络和高比表面积纳米MOF的组合显示出任何组件都没有的协同性能，如优异的阻燃性能。气凝胶还在惰性气氛中碳化，形成可压缩和弹性的N掺杂碳气凝胶，可用作超级电容器电极。

3）这些气凝胶的制备和碳化显示了一种精确、高效和可持续的方法来获得高附加值的多功能材料，这些材料显示出独特的性能，可用于各种应用。它们的阻燃性、可控的纳米孔结构和气体分离/吸附性能使其成为极端环境下高附加值绝缘材料的理想选择。它们的高比表面积、低重量和优异的导电性使其成为可持续发展的超级电容器电极的理想选择。

参考文献

Jowan Rostami, et al, Shaping 90 wt% Nano MOFs into Robust Multifunctional Aerogels Using Tailored Bio-Based Nanofibrils, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202204800

https://doi.org/10.1002/adma.202204800