近日，我校柔性电子（未来技术）学院霍峰蔚教授、张伟娜教授团队在功能性框架类膜材料制备领域的研究中取得重大突破，相关成果以“Construction of functional covalent organic framework films by modulator and solvent induced polymerization”为题发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。柔性电子（未来技术）学院2022级博士生李学荣、2021级硕士毕业生姬星月、2021级博士生张兴隆为论文共同第一作者，通讯作者为霍峰蔚教授和张伟娜教授。

共价有机框架（COFs）是由有机单体通过可逆共价键构建的新型晶态多孔聚合物，继承了传统聚合物材料的结构和化学多样性，并具有网络状结构。更为重要的是，COFs具备明确且可预测的孔结构、纳米级孔径以及高表面积，这些特性赋予其高效分离、催化和特异性传输等功能，使其成为最前沿技术平台的新兴力量。然而，受动力学和热力学规律调控，COFs通常以微米或纳米级晶体粉末的形式存在，并且由于其在普通溶剂中不溶以及在高温下不熔，加工性较差等问题，显著限制了其在膜/薄膜基器件中的应用潜力。

为此，团队开发了一种调节剂溶剂诱导策略，旨在调控COFs的生长平衡，从而形成COF薄膜并得到功能化的COFs膜。通过引入合适的调节剂，首先通过调节剂和对苯二胺之间形成氢键以减缓亚胺键的形成。随后，引入适当的干燥工艺，调节溶剂的蒸发速率与亚稳态非晶网络重构速率的平衡所得到的COFs薄膜表现出一种非晶网络与结晶多孔态相结合的非对称结构，并具备可逆的有机分子刺激响应驱动行为。此外，荧光、手性和催化分子等功能分子可以方便地封装进COFs基质中，赋予其额外的功能。

该工作得到了国家自然科学基金项目的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-55114-z

作者：柔性电子（未来技术）学院；审核：马明辉、安众福