金属有机框架（MOFs）具有灵活的结构组成和孔隙网络，应用前景广阔。形貌调控技术的发展影响了功能MOFs的实际性能和应用场景。然而，按需生产目标尺寸和形貌的MOFs材料通常受到宏观合成体系的限制，传统合成方案往往需要有机溶剂和添加剂，同时涉及复杂、耗时的样品后处理。微流控合成技术提供了对微尺度物理环境下液体的精确操纵，有可能成为功能晶体材料定向生成的优越平台。吉林大学杨方教授团队建立了一种开发了一种交流电动力（EK）混合技术辅助的微流控合成方法，实现了水相中MOFs的快速可控合成，为改善MOFs理化性能提供了一种简单、环保、可靠的调谐策略，相关研究内容以“Controlled synthesis of metal-organic frameworks via AC electrokinetic mixing-assisted microfluidics:A case study of ZIF-8”为题在Chemical Engineering Journal在线发表。

本研究采用AC-EK技术引导超快速传质过程，从而调节MOFs晶体的成核和生长相。位于流动横向处的AC-EK诱导涡流扰动层流，增加了两液相界面的接触面积，极大地提高了前体合并区内的混合极限。同时，使成核条件达到均匀化并保持不同成核位点间生长速率一致，实现了在室温下对ZIF-8材料进行精准操纵的微流控合成。利用可预测的微体系通过定制晶体自组装过程，改变了ZIF-8的粒径、几何形状、均一性及表面电位，表明了调节流动和混合模式可以控制ZIF-8前体间成核效率，并限制特定晶面的相对生长。此外，发现了不同的ZIF-8结构基于其形貌差异表现出显著不同的固定化性能，在67 V cm^-1,100 kHz下合成的ZIF-8具有优越的表面负载大分子能力，对HRP酶负载量达到约16%。结果证明，低场强协同高频信号阻碍了（100）和（110）刻面生长，并促进了具有各向异性表面特征的ZIF-8形成，最终为酶提供了更多开放的固定位点。该研究展示了使用AC-EK混合技术为高附加值晶体材料设计精准合成路线的崭新前景。同时，合成过程不需针对特定分子环境进行定制，这意味着目前的方法可能成为其他MOFs亚家族合成的潜在通用平台。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148208