Nature 子刊：加強共價有機骨架網路結構結合力的新技術

中空分子結構的共價有機骨架（COF），可用作選擇性過濾器或容器，並具有許多其他潛在用途。但是，該類材料目前存在的問題是：在苛刻化學品中難以保持連接的COF網路結構。

通常，用於將模塊連接成二維（2D）COF板或三維（3D）COF框架的常規化學方法是可逆的。這種可逆性使得COF內的連接，在某些化學環境中變弱且不穩定，限制了這些COF材料的實際應用。

近日，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利實驗室）的一個研究團隊，通過使用幾十年前發現的化學過程，加強了COF之間的聯繫，從而擴展了COF可應用的新特性。

伯克利實驗室的科學家Yi Liu指出：「這就像"編織"和焊接方法，加強綁定COF的最薄弱環節。」

針對薄弱環節區域的化學反應，該團隊利用簡單的化學方法，形成彈性結合，表現出與強烈焊接相似的堅固化學環境。該團隊在Nature Communications的一篇論文中報告了其研究結果，詳述了該方法的工作原理。

Liu指出，通過改變電子和光學（基於光）特性，加強COF之間的鍵合。「經過反應後，它們可以更容易地轉移電子，強烈結合的COF的2D層表現得更像石墨烯，這是另一種具有特殊電子和光學特性的奇異二維材料。」

該論文的第一作者Xinle Li表示：「我們在20世紀60年代首次報道了這一反應過程，現在我們首次將其應用於COFs。」

此外，該研究的一個亮點是在分子中使用先進的成像技術，如高解析度透射電子顯微鏡（HRTEM），以研究COF的結構。根據Liu和Li的說法，所獲得的圖像清晰地顯示了2D COF的蜂窩狀晶格，證實了COF中的化學變化達到幾分之一納米。

Liu 表示：「在反應之前和之後，孔徑變化約0.3nm，可以在反應前後看到這些差異。」

為了研究化學改性反應，研究人員將COF置於約230°F的液體溶液中，然後攪拌。研究團隊已經嘗試使用COF板與其他材料層合成複合功能材料。

Li 表示：「我們希望能夠改善該化學改性過程，使反應條件更溫和，並進一步提高COF的化學穩定性和功能性。」

該團隊的工作是分子鑄造廠新計劃中首次發布的工作之一。該計劃旨在推進「複合納米科學」，利用高通量工藝，結合理論和成像技術，創建和研究納米結構，以獲得具有增強特性的新材料。

原文來自：materialstoday，原文題目：New study strengthens ties that bind in COFs，由材料科技在線團隊翻譯整理

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