江東林Science: 新合成sp2雜化二維COFs晶體

【前言】

基于sp²雜化碳共軛形成的共價有機框架（COFs）表現出優異的電和磁性能，要構建合適的結構并向平面外延，sp²鏈需在一定間隔位置分支。這樣的分支需要適當的幾何結構使節點處形成π配位，從而整個鏈能在x和y方向延伸而沒有阻礙。但若缺失原位結構自愈合過程使得sp²碳鍵合反應不可逆，則會形成無定形材料。因此，設計出由sp²碳沿x和y方向外延鍵合形成的二維（2D）材料仍是重大挑戰。

【成果簡介】

北京時間2017年8月18日，Science刊登了日本北陸先端科學技術大學院大學江東林教授（通訊作者）等人題為“Two-dimensional sp² carbon–conjugated covalent organic frameworks”的研究論文，報道了關于合成2D共價有機框架（sp²-c-COF）的最新進展，通過TFPPy（tetrakis(4-formylphenyl)pyrene）和PDAN（1,4-phenylenediacetonitrile）中C=C的縮合反應，構建π共軛的2D sp²-c-COF晶體。材料在x和y外延鍵合形成的2D晶格中，每隔一定距離出現C=C鍵合的芘節點，因而整個體系表現出有序的層狀結構而不是傳統的無序結構。該sp²-c-COF有著本征的半導體特性，能隙為1.9 eV，可以通過化學氧化進一步提高其導電性。同時芘節點產生的自由基，可使材料形成具有高自旋密度的順磁碳結構。

【圖文導讀】

圖一、多孔sp²-c-COF晶體的化學和晶體結構

圖二、晶體結構

圖三、電子自旋共振波譜（ESR）研究

圖四、磁化和自旋排列

文獻鏈接：Two-dimensional sp² carbon–conjugated covalent organic frameworks（Science，2017，DOI: 10.1126/science.aan0202）

本文由材料人學術組大黑天供稿，材料牛編輯整理。

材料牛網專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，如果您對于跟蹤材料領域科技進展，解讀高水平文章或是評述行業有興趣，點我加入編輯部。歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。

投稿以及內容合作可加編輯微信：xiaofire-18，吳玫，我們會拉各位老師加入專家群。

儀器設備、試劑耗材、材料測試、數據分析，找材料人、上測試谷！