二维COFs最新Science，教你玩转晶种生长法！

第一作者：Austin M. Evans

通讯作者：William R. Dichtel

通讯单位：西北大学（美国）

研究亮点：

发明了一种晶种法，生长得到微米级单晶二维COFs。

COFs作为一种晶态共价有机框架化合物，近年来在科研领域风生水起。尤其是二维COFs材料，特殊而又精确的层状结构赋予其优异的光电、力学、分子传递等性能。

问题在于，合成2D COFs的方法一般是基于单体聚合，往往容易得到纳米尺度晶体的团聚体。

有鉴于此，美国西北大学William R. Dichtel课题组报道了一种晶种生长微米级单晶二维COFs的新策略。

图1. 合成策略示意图

研究人员以预先聚合生成的纳米颗粒作为晶种，然后缓慢加入单体，最终得到微米尺度的多种二维单晶COFs。对于所有的晶种法而言，都存在一个如何平衡成核与生长的问题，作为有机单晶的COFs也不例外。如果在第二步生长阶段单体加入速度过快，超过成核临界浓度，将产生新的晶核，导致最终晶粒尺寸变小且不均匀。

瞬态吸收光谱表明，这种大尺寸二维单晶COFs在信号上表现出 1000倍的提高，表明了在长度方向上更长的激子离域性能。

总之，这项研究为合成COFs等二维高分子材料提供了新的思路。

图2. 单体加入速率与成核和成长的关系

图3. COFs的HRTEM