三年7篇NS正刊！华南理工大学电子显微中心再发Nature

7月15日，华南理工大学电子显微中心/前沿软物质学院韩宇教授团队与香港科技大学（广州）助理教授周胜团队合作完成的气体分离膜研究成果在Nature发表，清华大学、沙特阿卜杜拉国王科技大学等单位共同参与该工作。

电子显微中心博士研究生贾茜霖

为论文共同第一作者

韩宇教授为共同通讯作者

华南理工大学为通讯单位之一

合作者周胜于2016年获

华南理工大学化学（创新班）学士学位

2018年获

华南理工大学化学工程硕士学位。

值得一提的是，这是华南理工大学电子显微中心过去三年内在Nature或Science正刊发表的第7篇成果。此外，中心还在Nature Physics、Nature Catalysis、Nature Water等 Nature系列子刊发表多篇论文，展示了高端电镜平台在基础科学研究中的重要引领作用和支撑能力。

论文截图

该工作中，周胜团队提出了“准纯MOF膜”新概念：通过将MOF晶体二维化为取向纳米片，并利用分子锚定剂将聚合物链动态固定在MOF表面，构筑出MOF体积分数超过90%的准纯MOF膜。该策略突破了传统混合基质膜中MOF填料含量受限、界面缺陷和规模化制备困难等瓶颈，使膜材料的气体分离性能接近纯 MOF 膜的本征水平。研究中，ZIF-67、CALF-20和CuBDC 等代表性MOF均被成功制备为准纯膜，并应用于丙烯/丙烷、乙烯/乙烷、二氧化碳捕集和氢气纯化等重要气体分离过程。其中，取向 ZIF-67膜在丙烯/丙烷分离中实现了约160 barrer 的丙烯渗透率和约100的混合气选择性，并完成了长20米、宽20厘米的连续卷对卷制备，展现出重要的产业化应用前景。

电子显微中心团队利用低剂量高分辨扫描透射电子显微技术，为多种用于成膜的MOF纳米片提供了直观、可靠的微观结构证据。获得的图像直接揭示了 [110] 投影ZIF-67纳米片中交替排列的四元环和六元环结构、[100] 投影ZIF-67 纳米片的四元环孔口，以及CuBDC纳米片的方形网格结构和一维孔道入口（图一）。这些原子/近原子尺度证据证明了MOF纳米片的高结晶性、取向性及孔口暴露方式，为理解其后续有序堆叠、孔道取向和气体筛分性能提供了关键结构基础。该工作充分体现了华南理工电子显微中心在电子束敏晶态多孔材料低剂量成像方面的特色能力。

低剂量电子显微表征揭示“准纯 MOF 膜”构筑基元的有序埃米孔道结构：(a) [100]取向ZIF-67纳米片；（b）[110]取向ZIF-67纳米片。

成立三年来，电子显微中心在科研项目与人才建设方面取得显著成效：累计获批国家自然科学基金重点项目、面上项目等国家级科研项目4项，承担广东省及广州市重大团队项目4项；引育国家级青年人才项目获得者5人。

同时，中心积极服务国家重大战略与区域经济社会发展，与广汽集团等新质生产力代表性企业深入合作，持续为企业提供关键微结构表征技术支撑，助力产业高质量发展。

作者简介

贾茜霖

论文共同第一作者

华南理工大学2024级博士研究生，师从韩宇教授，在华南理工大学电子显微中心和前沿软物质学院开展科研工作。研究方向为先进电子显微成像技术及其在电子束敏感晶态化学材料高分辨电子显微成像中的应用，致力于发展低剂量电子显微技术，实现电子束敏感材料的原子尺度结构解析。

韩 宇

论文共同通讯作者

华南理工大学电子显微中心主任，华南理工大学前沿软物质学院教授。主要从事多孔材料的合成与应用（催化、分离、水处理），以及电子束敏感材料的高分辨电子显微成像方面的研究，是超低剂量电子显微成像技术的联合发明人。发表学术论文400余篇，其中包括权威期刊如Nature、Science、Nature Nanotechnology、Nature Chemistry、Nature Materials等，总引用次数超过60,000，H-index大于130。

论文链接

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

党委宣传部（融媒体中心）

信息来源：电子显微中心

微信排版：鲍恩

初审：冀早早

复审：卢庆雷

终审：夏正林

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邮箱：hgxcb@scut.edu.cn

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