一维多孔共价有机框架单晶

原子级结构精确解析

首次实现一维共价有机框架的单晶生长与全原子结构解析，直接揭示链间氢键、堆积模式与层间滑移，并可通过甲基修饰调控堆积方式。

Wang, Tonghai · Hao, Liqin · Shaochun, Wu · Lin, En · Wang, Kaiyuan · Wang, Jian · Yujie, Liu · Jiaxi, Wang · Zaworotko, Michael J. · 程鹏 · 陈瑶 · 张振杰

Nature Synthesis 2026

具体参数

分辨率

0.90 Å

技术优势

结构不再模糊

连续旋转电子衍射分辨率高达0.90 Å，所有非氢原子直接定位，无需猜测原子位置。

堆积方式可控

引入空间位阻甲基可破坏层间堆积，使COF从AA堆积转变为AB堆积，为调控层间相互作用提供手段。

转化后性能提升

将亚胺键还原为胺键后，COF晶体化学稳定性、疏水性和质子传导率同步提高。

应用场景

• 共价有机框架：用单晶结构验证设计假设，指导新框架构筑。
• 质子交换膜：胺键还原后质子传导率提升，可作膜材料改性策略。
• 晶体学分析：提供高分辨单晶数据，作为结构解析方法学范例。
• 多孔材料：精确确定孔道尺寸与链间距离，为吸附分离设计提供参数。
• 化学传感：可调堆积与官能团提供识别位点，用于设计选择性传感材料。