共价有机框架，通向设计者结构和内置功能的化学方法

在过去的十几年中，化学领域在众多方面得到了快速发展，这使得设计和合成一类具有精确拓扑结构的新型共价有机聚合物——共价有机框架成为可能。这些进步奠定了共价有机框架领域的基础。共价有机框架是一类具有长程有序结构的结晶性有机聚合物，它以拓扑学规则为基础将有机分子通过共价键连结形成具有规整结构的高分子网格及多孔结构。最显著的基本特征是能够同时对初次和高次结构进行分子设计和控制，值得一提的是，这是其它有机多孔材料和传统有机高分子无法实现的。共价有机框架具有高度的单体可设计性、网格结构的多样性、复杂性及可调节性，这些特点为开发多功能材料提供了广泛的结构基础。正是这些原因，近年来该领域得到了迅速的发展，受到了来自化学、物理和材料等不同领域的众多研究者的广泛关注。

共价有机框架为结构和性能设计提供了一个不可替代的平台，被认为是高分子科学在过去一个世纪中的一个重大突破，开启了有机化学和高分子科学的新纪元。自2005年起到现在，共价有机框架领域经历了其他多孔材料及传统高分子截然不同的发展进程，展示了其特有的设计原理、合成方法以及特有的性能。

近日，新加坡国立大学的江东林教授（点击查看介绍）团队在Angewandte Chemie International Edition杂志上，阐述了运用拓扑设计图式对共价有机框架结构及其性能进行精确设计的化学概念和基本方法。多角度多层次全方位地总结了各种基本设计原理，分析了其共性和特性。介绍了各种合成方法，比较了它们在结构构筑中的特点。通过关联结构和性能的关系，探索了共价有机框架结构和各种基本粒子的相互作用、揭示了功能表达中所涉及的各种分子机制。提出了这一领域的发展前景、未来的一系列研究方向和今后有待解决的重大关键科学问题。

在未来的五年里，化学、物理、材料科学和工程学的联合将变得比以往任何时候都为更加重要。这一领域的今后发展将取决于人们的想象力和好奇心。共价有机框架将为解决全球资源、环境和能源问题提供一个独一无二的材料平台。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Covalent Organic Frameworks: Chemical Approaches to Designer Structures and Built-in Functions

Donglin Jiang, Xinyi Chen, Keyu Geng, Ruoyang Liu, Ke Tian Tan, Yifan Gong, Zhongping Li, Shanshan Tao, and Qiuhong Jiang

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201904291

江东林教授简介

江东林教授，自2018年起任新加坡国立大学化学系教授（战略特聘）。1998年获得东京大学工学博士学位。1998年-2018年间先后在东京大学、日本科学技术振兴机构、分子科学研究所及北陆先端科学技术大学分别担任助理教授、小组长、副教授及教授。

自2005年在分子科学研究所组建独立实验室以来，开展了共价有机框架的全方位研究，在设计、合成及性能等方面开拓了一系列引领性及创新性工作。作为通讯联系人，在Science、Nature Materials、Nature Chemistry、Nature Communications、The Journal of American Chemical Society、Angewandte Chemie、Chem 等国际顶级期刊发表论文百余篇。平均每篇他引130余次，入选科睿唯安2018年全球高被引科学家。获日本青年科学家奖、日本高分子学会学术奖、日本化学会学术奖等奖励。目前课题组正在热招博士生，博士后及课题组工作人员，有意者请将简历和文章目录发至chmhet@nus.edu.sg。

江东林

https://www.x-mol.com/university/faculty/44770

课题组链接

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