近日，米兰体育网页版岳进团队在国际学术期刊 《Advanced Functional Materials》 在线发表题为 “Engineering MOFs and MOF–Polymer Interfaces for Advanced Food Packaging Systems: From Structural Design to Functional Integration”的综述文章。文章聚焦近年来备受关注的金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks，MOFs）及其与聚合物形成的界面体系，围绕MOF材料如何从具有优异性能的多孔晶体转化为稳定、安全并具有实际应用潜力的活性与智能食品包装材料，系统梳理了材料结构设计、界面调控、功能实现及食品接触安全之间的内在联系，并提出了面向食品包装功能需求的一体化设计思路。

MOFs材料可以被形象地理解为一种由金属节点和有机配体搭建而成的“分子建筑”，材料内部具有大量尺度可调的孔道和“化学空间”，通过改变金属、配体以及它们的连接方式，可以像搭积木一样调节这些空间的大小和化学性质。2025年诺贝尔化学奖授予Susumu Kitagawa、Richard Robson和Omar M. Yaghi，正是表彰他们在MOFs材料开发方面的奠基性贡献。经过多年发展，MOFs已从基础配位化学研究拓展至能源、环境、催化、气体储存与分离、传感等多个领域。

食品在储藏过程中会产生乙烯、水分、生物胺、硫化氢等物质，微生物繁殖和氧化反应也会不断影响食品品质。MOFs的多孔和可设计特性恰好与主动调节和实时感知包装需求高度契合。它既可以作为“分子仓库”，负载天然抗菌剂、抗氧化剂并调节其释放；也可以像“分子海绵”一样吸附乙烯、水分或其他不利于食品贮藏的物质；还可以作为“分子传感器”，将食品腐败过程中产生的化学变化转变为颜色或荧光信号。因此，MOFs为食品包装从传统的“被动阻隔”走向“主动调控+智能感知”提供了新的材料基础。

现有相关综述大多按照MOF种类、合成方法或抗菌、控释、传感等不同应用进行归纳总结，对MOF结构-MOF与聚合物界面-包装性能之间的内在联系讨论不足。基于团队近年来围绕食品活性包装、智能响应材料以及MOF基包装体系开展的研究积累，本文将研究逻辑从单一材料性能拓展至“结构-界面-功能”关系，文中指出，金属节点和有机配体的结合决定MOF结构稳定性和反应活性；晶体缺陷位点以及孔道大小决定分子能否进入材料以及传输速度；粒子尺寸和形貌影响分子的扩散距离；MOF与聚合物之间形成的氢键、静电作用、配位作用或共价作用等界面相互作用，决定纳米尺度的材料特性能否转化为包装膜中的控释、吸附、抗菌和传感等宏观性能。

图1. MOFs与MOF-聚合物界面工程用于活性和智能包装

在活性包装领域，文章重点讨论了MOFs实现食品主动保鲜的三类主要机制：（1）利用多孔结构负载抗菌剂和抗氧化剂，实现活性物质的稳定储存与可控释放；（2）利用金属活性位点、功能配体以及催化/类酶活性直接发挥抗菌作用；（3）通过选择性吸附或催化转化包装内部的乙烯、氧气、水分等关键因子，主动调控食品包装微环境。

图2. MOF结构用于调控乙烯

除主动调控食品品质外，MOFs还可作为食品腐败信息的“感知单元”。食品腐败过程中产生的生物胺、硫化氢、二氧化碳等挥发性标志物能够与金属中心、配体或发光基团发生特异性相互作用，并进一步转化为肉眼可识别的颜色变化或荧光信号，实现食品品质可视化。文章还提出，未来MOF基智能包装的发展不能仅停留在“检测限更低”或“灵敏度更高”，而应建立食品品质变化-腐败标志物产生-分子传输-MOF识别-宏观信号输出之间的定量关系，并结合比率型荧光、低背景发光体系、智能手机图像识别以及机器学习分析，将复杂的光学响应转化为消费者能够直接读取的新鲜度信息。

图3. MOF基荧光指示器

最后，文章提出MOF基食品包装的发展应由“性能最大化”转向“特定功能导向的多维优化”，并进一步将金属离子、有机配体、残余溶剂、活性物质以及MOF降解后可能产生的物质纳入整体安全评价。结合分子模拟、机器学习、高通量实验和标准化数据库，有望推动MOF材料开发由传统经验筛选走向由食品包装需求为起点的逆向设计。

米兰体育网页版助理研究员闵甜甜、博士后成传香、博士后袁硕为论文共同第一作者，岳进教授为论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金青年项目、国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划项目以及四川省自然科学基金青年项目的资助。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.78405