sp
2
-碳连接的共价有机框架(
sp
2
c-COFs)是一种具有由
sp
2
碳连接的重复有机单元的结晶多孔聚合物,由于其坚固的骨架和可调的半导体特性而引起了越来越多的兴趣。
具有明确结构的单晶
sp
2
c-COFs可以成为研究基本物理特性和器件性能的理想平台。
然而,坚固的烯烃键抑制了基于可逆反应的晶体自校正,从而产生多晶或无定形聚合物。
2025年1月6日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所
张涛
研究员、南开大学
张振杰
教授在国际顶级期刊
Nature Chemistry
发表题为《Synthesis of single-crystalline sp
2
-carbon-linked covalent organic frameworks through imine-to-olefin transformation》的研究论文,
博士生李升旭
为论文第一作者,
张涛研究员、张振杰教授
为论文共同通讯作者。
张涛
,中国科学院宁波材料所研究员,中国科学院特聘研究员(特聘骨干岗位-基础前沿原始创新类),界面功能高分子材料团队负责人,国家优青。
2008年和2011年获得四川大学学士和硕士(导师:
陈武勇教授
)学位,2015年在德国德累斯顿工业大学获得博士学位,导师:
Prof. Rainer Jordan
。博士毕业后至2019年留校从事博士后研究,导师:
Prof. Rainer Jordan、冯新亮院士
。担任博士后期间曾到剑桥大学作访问学者,导师为
Prof. Henning Sirringhaus
。2020年回国加入中国科学院宁波材料所任研究员、团队负责人。
张涛研究员致力于有机二维聚合物材料设计合成、结构与性能关系以及前沿应用基础研究。截至2024年7月,在
Nat. Chem.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Cent. Sci.、Acc. Chem. Res.、Chem. Rev.
等期刊发表文章90余篇,他引7000余次。申请发明专利19项,授权6项。
张振杰
,南开国际先进研究院(深圳福田)/南开大学化学学院教授。2006年和2009年在南开大学获本科和硕士学位(导师:
程鹏教授
), 2014年获美国南佛罗里达大学博士学位(导师:
Michael J. Zaworotko教授
),2014-2016年在美国加州大学圣地亚哥分校从事博士后研究(导师:
Seth M. Cohen教授
),2016年加入南开大学任教授,博士生导师。
张振杰教授的研究领域为研究领域为1.高分子合成,新拓扑结构高分子的构筑、高分子与晶态材料复合体系;2.智能响应/驱动体系(人工肌肉、马达、传感器等);3.高效分离介质的设计和构建。
张振杰教授共发表论文160余篇,近五年以通讯作者发表论文90余篇,包括
Nat. Chem.
、
Nat. Sustain.
、
Nat. Protoc.
、
Nat. Rev. Chem.
、
Nat. Commun.
、Chem
、Angew. Chem. Int. Ed.、
J. Am. Chem. Soc.
、CCS Chem.
、
Sci. China. Chem.
、
ACS Cent. Sci.
、
ACS Catal.
、
ACS Mater.Lett.
、
Acc. Chem. Res.
、
Acc. Mater. Res.
、
Chem. Soc. Rev.
、
Adv. Sci.
、
Coord. Chem. Rev.
等;获批或申请中国发明专利50余件,PCT和美国专利5件。
在这里,作者报告了一种形成单晶
sp
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c-COFs的亚胺到烯烃的转化策略。孤立的单晶显示出矩形纳米管状域,尺寸约为24 μm×0.8 μm×0.8 μm,永久孔分布在1.1 nm左右。
高度共轭的烯烃键赋予晶体增强的电子连接性,使其具有显著的室温无金属铁磁性(8.6×10
−3
emu g
−1
)。
作者的方案非常稳健,通常适用于合成未来自旋电子器件的单晶
sp
2
c-COFs。
图1:亚胺到烯烃转化策略
图2:晶体和化学结构